Kjernefunksjonen til det asynkrone LED-kontrollkortet er å realisere visningen av flere vinduer på en enkelt skjerm i enhver posisjon. Det asynkrone LED-kontrollsystemet består hovedsakelig av PC-applikasjonsprogramvare, kommunikasjonsmodul, databehandlingsmodul, skannekontrollmodul, stasjonsmodul og LED-skjerm. Kontrolleren inkluderer tre deler: kommunikasjonsmodul, databehandlingsmodul og skanningskontrollmodul. Når det gjelder maskinvarearkitektur, er det forskjellige implementeringsopplegg. Et typisk opplegg i 2011 er basert på en 32-bit ARM-prosessor (som LPC2214) og tar i bruk en diskret moduldesign. Databehandlingsmodulen består av MCU, SRAM og FLASH-minne; skanningskontrollmodulen består av CPLD og SRAM; kommunikasjonsmodulen inkluderer Ethernet-modul og seriell kommunikasjonsmodul, som støtter RS232- og RS485-kommunikasjon [11]. Et integrert opplegg i 2026 er basert på NiosII 32-bits mykkjerneprosessor og tar i bruk en enkelt-chip FPGA-design. Datakommunikasjonsoverføringsmodulen, databehandlingsmodulen og skannekontrollmodulen er alle implementert på FPGA. Databehandlingsmodulen består av NiosII soft core CPU, SDRAM og Flash-minne; skannekontrollmodulen består av bruker-definert PWM IP-kjerne og SRAM. Når det gjelder programvarearkitektur, er begge løsningene designet basert på et-sanntidsoperativsystem (som uc/OS-II), som bruker effektive oppgaveplanleggingsalgoritmer for å administrere flere oppgaver, med hvert visningsvindu fullført av en uavhengig oppgave [11-12]. For fullfargeskjermer inkluderer hver piksel tre primærfarger: rød, grønn og blå. Hver farge har 256 grånivåer, så hver piksel krever 3 byte med lagringsplass. Dataene som tilsvarer de tre fargene (rød, grønn og blå) kan lagres separat for enklere bruk. Grånivåimplementeringsmetoden for LED-skjermer er vektet skanning, som krever bitseparasjon av fargedata, etterfulgt av rekombinasjon av biter med samme vekt.
Utviklingen fra diskrete moduler til enkelt-brikkeintegrering har gjort skjermvisninger rikere og mer fleksible. En enkelt asynkron kontroller kan erstatte flere kontrollere, og hele kontrollsystemet er fullført på en enkelt FPGA-brikke, noe som effektivt reduserer systemkostnadene.
