基于SOPC技術(shù)的內存映射型LCD控制器設計研究

0 引 言
LCD以其低工作電壓、低功耗、顯示效果好、易集成和輕巧便攜等特點(diǎn)率先進(jìn)入平板顯示市場(chǎng)并不斷拓寬其應用領(lǐng)域。隨著(zhù)數字化作戰模式的發(fā)展，LCD必將越來(lái)越多地被應用于各種機載、艦載、裝甲車(chē)輛等軍用裝備。而常用的雙口RAM、乒乓操作等類(lèi)型顯示控制器在成本、速度或靈活性方面存在一些不足。本文提出并沒(méi)計了一種基于SOPC技術(shù)的內存映射型LCD控制器，設計了系統實(shí)驗平臺，最后對該控制器的穩定性、實(shí)用性進(jìn)行了驗證。實(shí)驗結果表明，該控制器具有成本低、實(shí)用性強、靈活性強等優(yōu)點(diǎn)，并可推廣到LED、CRT等類(lèi)型屏幕的驅動(dòng)控制。

1 內存映射型LCD控制器的結構及優(yōu)點(diǎn)
傳統的LCD控制器可分為雙口RAM型、“乒乓”切換控制型、消隱寫(xiě)操作型等類(lèi)型，這些控制器雖思路、設計簡(jiǎn)單，能較好地解決讀寫(xiě)沖突，但都只能應用于某些特定環(huán)境下的設計開(kāi)發(fā)，系統的可擴展性、靈活性較差。而內存映射型控制器系統性能穩定、擴展性強、成本低、讀寫(xiě)速度快，是目前控制器設計的較好解決方案。
1．1 內存映射型LCD控制器的結構
內存映射型控制器不用獨立的存儲器做顯存，而是在內存中動(dòng)態(tài)地開(kāi)辟一塊空間作為顯存，故稱(chēng)之為內存映射型控制器，其結構如圖1所示。

內存映射型控制器工作時(shí)，顯存里的數據不是通過(guò)簡(jiǎn)單接口，而是通過(guò)總線(xiàn)傳到時(shí)序發(fā)生器。由于對顯存的讀寫(xiě)通過(guò)總線(xiàn)進(jìn)行自動(dòng)協(xié)調，從而有效地避免了讀寫(xiě)沖突的發(fā)生。通常，總線(xiàn)通過(guò)一個(gè)數據緩存區與時(shí)序發(fā)生器連接。
1．2 內存映射型LCD控制器的優(yōu)點(diǎn)
內存映射型控制器用一小塊雙口存儲器做緩存，保證了顯示數據傳輸的流暢性；顯存定義在SDRAM／SRAM內存中，取代了獨立顯存從而降低了系統成本；使用中只需修改時(shí)序發(fā)生器，就可以驅動(dòng)各種參數的顯示器；同時(shí)，通過(guò)總線(xiàn)協(xié)調顯存的讀寫(xiě)操作，有效的避免了顯存讀寫(xiě)沖突問(wèn)題。表1從4個(gè)方面對內存映射型控制器與其他3種常見(jiàn)控制器類(lèi)型進(jìn)行了比較。

2 基于SOPC技術(shù)的內存映射型LCD控制器設計
2．1 內存映射型LCD控制器的總體結構
該控制器由寄存器模塊、DMA模塊、數據緩存模塊、時(shí)序發(fā)生器4部分組成，采用VHDL語(yǔ)言編寫(xiě)。如圖2所示?？刂破鲀炔慷x了2個(gè)總線(xiàn)外設，其中，寄存器模塊為總線(xiàn)從端口設備，DMA模塊為總線(xiàn)主端口設備。

2．2 寄存器模塊(register_bank)
該模塊為Avalon總線(xiàn)從端口設備，可以通過(guò)NiosⅡ Processor設置和讀取顯存起始地址、顯示大小、顯示顏色位數及相關(guān)控制參數。