基于NiosⅡ處理器的TFT-LCD圖形顯示設計
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2.2 SoPC系統建立
基于FPGA的SoPC方案[3]的可配置性表現在搭建硬件平臺時(shí)，用戶(hù)可以根據自己要實(shí)現的功能來(lái)靈活選擇所需要的存儲器以及外圍接口設備,而不用把所有提供的元件添加到系統中，這樣就可以因功能不同而有針對性地設計每一個(gè)系統，從而也避免了添加無(wú)用元件占用FPGA資源而引起浪費。例如，由系統的整體結構可知,本系統所需要的基本組件有CPU、SDRAM控制器、JTAG-UART、SRAM、定時(shí)器以及用三態(tài)橋來(lái)連接的CPI-FLASH,因為在TFT-LCD已經(jīng)帶有控制器了，所以就不需要以自定義組件的形式在SoPC Builder中添加該元件的控制器。
本系統的構建基于QuartusⅡ8.0版本的SoPC Builder工具，它使用CPU、存儲器接口和外圍設備(例如本設計中添加的掛接在三態(tài)橋上的接口gx_tft_lcd)生成系統模塊，并在A(yíng)valon總線(xiàn)模塊和所有系統組件上的從屬設備端口之間自動(dòng)生成互連邏輯。由于利用總線(xiàn)方式來(lái)訪(fǎng)問(wèn)已經(jīng)帶有控制器(TCB8000A)的TFT LCD，因此需要在Nios Ⅱ系統模塊中手動(dòng)添加一個(gè)三態(tài)接口gx_tft_lcd。因為是只創(chuàng )建一個(gè)接口，因此不需要HDL文件和HAL文件,但是在信號設置時(shí),應根據Avalon總線(xiàn)三態(tài)從端口寫(xiě)時(shí)序圖和TCB8000A的控制接口來(lái)添加需要的信號。
設置生成新元件后就可以將新定制的gx_tft_lcd添加到Nios系統中，產(chǎn)生Nios II 系統模塊，并添加到工程中。保存編譯，通過(guò)之后可將編譯生成的sof文件下載到FPGA芯片，至此硬件方面的工作基本完成。
圖2所示為搭建本設計的硬件平臺中使用SoPC Builder工具來(lái)添加生成的系統模塊。
3 軟件設計
Nios II處理器的軟件程序設計使用HAL (Hardware Abstraction Layer)系統庫。HAI系統庫[4]為程序員提供了應用程序與底層硬件交互的設備驅動(dòng)接口，簡(jiǎn)化了應用程序的開(kāi)發(fā)，同時(shí)還為應用程序與底層硬件驅動(dòng)劃分了一條很清晰的分界線(xiàn)，從而大大提高了應用程序的可復用性，使得應用程序不受底層硬件變化的影響實(shí)現系統硬件和應用程序之間的通信。HAI API[5](Application Program Interface)集成了ANSI C標準庫，使上層程序像訪(fǎng)問(wèn)C函數庫一樣訪(fǎng)問(wèn)系統硬件和軟件。軟件設計不用考慮底層硬件實(shí)現的細節而直接編寫(xiě)應用程序。系統軟件結構如圖3所示。
軟件系統主要分為兩部分：系統的初始化對LCD控制器的控制以及顯示數據的處理。
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