基于SOPC的通用TFT-LCD控制器IP核設計

LCD控制器的具體工作流程為刷新周期開(kāi)始時(shí)，主端口模塊根據幀緩存地址生成邏輯所產(chǎn)生的地址完成主端口的讀操作，實(shí)現幀緩存中數據的讀取，并將該數據輸送給輸出緩沖模塊。同時(shí)，時(shí)序信號生成模塊依據LCD屏的時(shí)序規范生成行、場(chǎng)同步信號，以及與像素數據同步的相關(guān)顯示點(diǎn)的橫、縱坐標。
設計的LCD控制器包含硬件光標顯示模塊，所以在進(jìn)行最后屏幕顯示時(shí)，像素輸出控制邏輯有兩部分的數據來(lái)源，一部分為從幀緩存中讀取的屏幕數據；另一部分為硬件光標的顯示數據。最后，像素輸出控制邏輯根據從端口模塊中各個(gè)系統寄存器內的信息向LCD屏幕發(fā)送將要顯示的圖像數據。

2 硬件光標模塊設計
硬件光標模塊為L(cháng)CD控制器設計帶鼠標光標的顯示功能，為系統開(kāi)發(fā)中添加鼠標接口提供了方便。光標顯示的實(shí)現方式有硬件方式和軟件方式，軟件方式比較復雜，且占用大量的CPU處理時(shí)間；硬件方式用硬件邏輯資源來(lái)實(shí)現，處理速度快，不占用CPU時(shí)間。硬件方式的設計思路是為光標的圖像數據設置單獨的存儲空間(RAM)用以保存，當LCD屏幕需要對光標進(jìn)行顯示時(shí)，由硬件邏輯負責在輸出光標和背景圖像之間做出選擇。而軟件部分只需簡(jiǎn)單地修改光標坐標寄存器的值，就可以完成光標在屏幕上的顯示操作。采用這種方法，大大提高了系統性能。硬件光標RAM模塊是通過(guò)MegWizard Plug-In Manager編輯器生成的，最終生成的存儲光標圖像數據的雙口RAM如圖3所示。

3 LCD控制器組件設計
將LCD控制器按總體設計要求編寫(xiě)相應的硬件描述語(yǔ)言代碼，其端口定義的程序主要有系統時(shí)鐘、LCD時(shí)鐘、Avalon從端口、Avalon主端口和LCD輸出的定義。程序的主要內容有各種寄存器和連線(xiàn)的定義，行場(chǎng)參數的設定，行掃描狀態(tài)機、場(chǎng)掃描狀態(tài)機、Avalon主端口讀控制邏輯狀態(tài)機、幀緩存地址生成邏輯、LCD有效顯示數據信號生成邏輯、硬件光標模塊和兩個(gè)例化模塊的調用等。最終生成的元件符號如圖4所示。