基于Blackfin 處理器的TFT LCD 驅動(dòng)設計

0、前言

長(cháng)期以來(lái)，傳統的掌上電腦(PDA)等小型手持式設備，由于硬件條件的限制，顯示器件通常是單色 LCD， 用戶(hù)界面非常簡(jiǎn)單。隨著(zhù)高性能嵌入式處理器的普及和硬件成本的不斷降低，嵌入式系統的功能也越來(lái)越 強。在多媒體應用的推動(dòng)下，彩色 LCD 開(kāi)始應用到嵌入式系統中。新一代掌上電腦(PDA)多采用 TFT LCD 顯示器件，支持彩色圖形界面，圖片顯示和視頻媒體播放。掌上電腦(PDA)的操作系統有微軟 Window CE， PalmOS 等。其中 Linux 核心小，成本低廉，源代碼開(kāi)放，成為各家廠(chǎng)商極力發(fā)展的操作系統。本文就探 討了兩種基于 Blackfin 嵌入式處理器的 TFT LCD 的驅動(dòng)方案。

1、Blackfin 處理器和 TFT 液晶簡(jiǎn)介

Blackfin系列處理器是ADI公司研制的業(yè)內首款嵌入式處理器，它將微控制器、DSP和媒體處理器的優(yōu) 勢集成于單一架構中，已被廣泛應用于消費類(lèi)多媒體、網(wǎng)絡(luò )通信等多個(gè)領(lǐng)域。

BF531 是 Blackfin 處理器中的一款，最大時(shí)鐘頻率 400MHz，有 2 個(gè) 16 位 MAC，兩個(gè) 40 位 ALU，4個(gè) 8 位視頻 ALU,以及 1 個(gè) 40 位移位器。并有高達 148Kbytes 片內存儲器，和兩個(gè)雙通道存儲器 DMA 控 制器；系統外設包含一個(gè) UART 口，一個(gè) SPI 口，兩個(gè)串行口（SPORTs），四個(gè)通用時(shí)鐘定時(shí)器（三個(gè)有 PWM 功能），一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘，一個(gè)看門(mén)狗時(shí)鐘定時(shí)器，以及一個(gè)并行外設接口。

設計中我們采用了FG050605作為我們的設計屏，此款液晶為5.6英寸屏，有960(W) x 234(H)個(gè)像素， 每三個(gè)像素一個(gè)點(diǎn)，即每行320個(gè)點(diǎn)，共234行。此款連線(xiàn)非常簡(jiǎn)單：共32個(gè)引腳，其中，一根數據時(shí)鐘、 一根行頻、一根場(chǎng)頻、一根數據使能，三色共18根數據線(xiàn)，其余為空腳和電源線(xiàn)。

液晶時(shí)序圖如圖1所示：

圖 1：液晶時(shí)序圖

三種真彩的液晶驅動(dòng)方案：即基于DSP硬件的液晶驅動(dòng)，基于DSP的嵌入式uClinux液晶驅動(dòng)和基于FPGA的液晶驅動(dòng)。本文重點(diǎn)介紹前兩種方案的具體實(shí)現。

2、系統總體設計

Blackfin 處理器的 PPI 口共 20 個(gè)引腳，每個(gè)時(shí)鐘周期可以收發(fā) 16 位數據，它為 TFT LCD 提供了一個(gè)無(wú)縫的數據傳輸接口。

我們采用的這款液晶屏像素時(shí)鐘頻率6.25MHz，采用FPGA分頻得到，該時(shí)鐘同時(shí)接PPI_CLK引腳。行 頻408個(gè)像素時(shí)鐘周期，場(chǎng)頻59Hz，即259個(gè)行頻周期，分別接Blackfin處理器的TMR1/ PPI_FS1和TMR2/ PPI_FS2口。

設計中，我們采用16bit的顏色顯示方式，故分別將紅色和綠色的最高位和最低位相連，即R0和R5、B0和B5。16根數據線(xiàn)分別與Blackfin處理器的PPI0到PPI15口相連。數據使能引腳接到FPGA上。 硬件框圖如圖2所示：

2：硬件框圖