Untuk mengatasi keterbatasan pengontrol asinkron LED tradisional yang hanya dapat menampilkan layar sebagai area lengkap, makalah ini mengusulkan skema desain berdasarkan prosesor ARM berperforma tinggi 32-bit-atau prosesor inti lunak-Nios II dan sistem operasi-waktu nyata (seperti μC/OS-II). Skema ini menggunakan algoritma penjadwalan tugas yang efisien untuk mencapai tampilan sewenang-wenang dari beberapa jendela pada satu layar. Perangkat lunak sistem kontrol dirancang berdasarkan sistem operasi waktu nyata μC/OS-II, menggunakan algoritme penjadwalan tugas yang efisien untuk menjadwalkan setiap tugas, dengan tampilan setiap jendela ditangani oleh satu tugas.
Mengenai organisasi dan penyimpanan data, untuk layar{0}}dua warna, delapan piksel horizontal berturut-turut dikelompokkan menjadi satu kata untuk penyimpanan, dengan data merah dan hijau masing-masing menempati satu byte. Untuk layar-penuh warna, setiap piksel mencakup tiga warna primer: merah, hijau, dan biru, masing-masing dengan 256 tingkat skala abu-abu. Tingkat skala abu-abu setiap piksel dikodekan menggunakan 8 bit data, sehingga memerlukan ruang penyimpanan 3 byte per piksel. Data yang terkait dengan tiga warna (merah, hijau, dan biru) dapat disimpan secara terpisah untuk memudahkan pengoperasian. Skala abu-abu tampilan LED diimplementasikan menggunakan pemindaian berbobot, yang memerlukan pemisahan bit pada data warna. Bit dengan bobot yang sama kemudian digabungkan kembali, dan modul kontrol pemindaian mengontrol LED agar menyala sesuai dengan urutan waktu tertentu. Pengontrol asinkron terutama terdiri dari modul komunikasi, modul pemrosesan data, dan modul kontrol pemindaian di perangkat kerasnya. Modul komunikasi mencakup modul Ethernet dan modul komunikasi serial, mendukung komunikasi RS232, RS485, dan Ethernet industri. Modul pemrosesan data terdiri dari CPU inti lunak MCU atau Nios II, memori cache (seperti SRAM atau SDRAM), dan memori Flash untuk menyimpan data informasi matriks titik. Modul kontrol pemindaian terdiri dari CPLD atau inti IP PWM dan memori tampilan (SRAM) yang ditentukan pengguna.
