基于SOPC的觸控屏控制器IP核設計與實(shí)現

觸控屏控制器刷新周期開(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觸控屏的時(shí)序規范生成行、場(chǎng)同步信號，以及與像素同步的相關(guān)顯示點(diǎn)的橫、縱坐標。觸控屏控制器數據顯示模塊不斷從緩存中讀取屏幕顯示數據。

2 觸控屏控制器模塊設計
2．1 Avalon-MM Slave接口模塊
本模塊掛載在A(yíng)valon總線(xiàn)上作為從設備使用，用來(lái)對所有的用戶(hù)邏輯進(jìn)行配置和控制，核心功能是寄存器操作，包括讀、寫(xiě)以及一些特殊指示與狀態(tài)信號的產(chǎn)生與轉換。通過(guò)從端口得到的數據分別賦值給相應的寄存器，寄存器分為：FIFO地址寄存器、坐標寄存器、一幀數據長(cháng)度奇存器。本模塊是最后在觸控屏上實(shí)現圖形顯示功能的接口電路。
2．2 Avalon-MM Master接口模塊
LCD控制器的本功能是產(chǎn)生LCD時(shí)序信號，將幀緩存中的圖像信息進(jìn)行有序輸出。由于圖形是一幀一幀地輸出到觸控屏上，而且顯示刷新過(guò)程是無(wú)限循環(huán)的，所以必須反復執行幀緩存讀操作，因此本設計對上述讀操作進(jìn)行了硬件加速?？梢圆粩嗟貜腇IFO讀取圖像數據，并且在行、場(chǎng)和觸控屏顯示有效時(shí)間段讀取圖像數據，其它時(shí)間不讀圖像數據，這樣減少了Avalon總線(xiàn)的使用，有利于圖像顯示并減少了總線(xiàn)負擔分析讀幀緩存的操作可以發(fā)現，該過(guò)程總是按照一定的順序，將存儲器中的數據讀出來(lái)進(jìn)行顯示輸出，規律性非常強。
本模塊主要完成地址及操作時(shí)序的產(chǎn)生、像素數據緩存寫(xiě)操作控制、數據寬度的變換等功能。
2．3 觸控屏時(shí)序產(chǎn)生模塊
本文的觸控屏引出信號線(xiàn)有5根：像素數據信號、觸控屏時(shí)鐘信號、行同步信號、場(chǎng)同步信號、使能信號。為了實(shí)現觸控屏的正常顯示，必須對以上信號按照規范的時(shí)序進(jìn)行驅動(dòng)，其中，行、場(chǎng)同步信號分別用來(lái)標記屏幕上一行和一幀圖像的顯示時(shí)間，屏幕掃描線(xiàn)從上到下、從左到右依次掃描。在這個(gè)過(guò)程中，只需將幀緩存中的圖像像素數據依次輸出，就可以實(shí)現屏幕圖像顯示。
2．4 FIFO幀緩存模塊
DDR控制器隨著(zhù)系統時(shí)鐘不斷往FIFO寫(xiě)數據，當一幀數據寫(xiě)滿(mǎn)時(shí)就不再進(jìn)行寫(xiě)狀態(tài)，而等待LCD控制器進(jìn)行讀狀態(tài)，顏色處理器從FIFO中獲取數據，每次從FIFO中讀取32 bit數據并不斷送給LCD。
顏色處理器將每一個(gè)字節作為一個(gè)像素數據，并將一個(gè)字節的像素數據轉換為3個(gè)字節的RGB數據。顏色處理器從同步FIFO緩沖器中讀取數據，當同步FIFO緩沖器寫(xiě)和讀相互不沖突時(shí)，同步FIFO緩沖器產(chǎn)生讀請求，讓Avalon主端口向Avalon總線(xiàn)發(fā)起讀傳輸，從總線(xiàn)上獲取的數據將寫(xiě)入同步FIFO緩沖器，顏色處理器從FIFO中讀取像素值，并且傳給LCD顯示模塊。