通用TFT-LCD控制器的IP核設(shè)計(jì).pdf

1、THEIPCOREDESIGNOFGENERALTFTLCDCONTROLLERADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYLiJunSupervisedbyProfWANGChengfeiSchoolofInstrumentScienceandEngineeringSoutheastUniversityApr

2、il2014摘要摘要目前傳統(tǒng)8位／16位CPU仍然擁有很大的市場(chǎng)，這些CPU沒有內(nèi)置的TFT圖形控制器，而專業(yè)的外置圖形控制器又種類繁多，接El復(fù)雜，對(duì)CPU的計(jì)算能力要求也比較高。隨著越來越多的產(chǎn)品要求采用彩色液晶顯示，因此急需設(shè)計(jì)一種簡(jiǎn)單易用且具備較強(qiáng)通用性的TFT—LeD控制器。本文結(jié)合現(xiàn)在8位／16位CPU設(shè)計(jì)方案中廣泛采用FPGA作為外圍擴(kuò)展電路的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出～種兼容性較高的TFT—LCD控制器的IP核，該IP核內(nèi)置CPU接口

3、處理單元，兼容主流CPU的數(shù)據(jù)總線架構(gòu)；內(nèi)置圖形處理單元，降低了對(duì)CPU主頻的要求；內(nèi)置TFT面板時(shí)序控制單元，適配常見的TFT面板。所有功能均可由用戶根據(jù)實(shí)際需要自由增減功能。本文分析了TFT—LCD控制器的功能需求，采用了自頂向下的設(shè)計(jì)模型，方案采取TFT—LCD控制器核心模塊、圖形發(fā)生器模塊、時(shí)序控制器模塊三大功能模塊實(shí)現(xiàn)了課題任務(wù)。其中TFT—LCD控制器核心模塊通過設(shè)計(jì)主機(jī)接口模塊、幀存儲(chǔ)器控制模塊、顏色處理和像素發(fā)生模塊，成

4、功解決了6800總線、8080總線、SPI總線、12C總線接口與系統(tǒng)內(nèi)部總線的轉(zhuǎn)換關(guān)鍵性問題以及實(shí)現(xiàn)了SDRAM器件的讀寫控制與對(duì)TTL接口液晶面板的通信等關(guān)鍵問題；圖形發(fā)生器模塊通過研究基本圖形的IP核算法，解決了任意直線、矩形、圓形等常用圖形的繪制關(guān)鍵性問題；時(shí)序控制器模塊通過研究常見TCON的功能設(shè)計(jì)信號(hào)，并進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，成功解決了與大部分RSDS接口TFT—LCD之間通信的關(guān)鍵性問題。所有模塊都內(nèi)置了相應(yīng)寄存器，用戶可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)

5、行自主配置。本文選用OuartusII軟件開發(fā)平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)輸入、綜合、布局布線和時(shí)序分析，選用Modelsim對(duì)各模塊進(jìn)行RTL仿真和時(shí)序仿真，開發(fā)語言選用Verilog硬件描述語言，Altera公司的CycloneII系列的EP2C5T144C8器件作為硬件驗(yàn)證平臺(tái)，下載驗(yàn)證了各個(gè)子模塊的實(shí)際邏輯功能。論文最后對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了性能測(cè)試，內(nèi)容包括多種單片機(jī)總線測(cè)試、常見圖形的繪制測(cè)試、液晶面板時(shí)序功能測(cè)試等，性能測(cè)試選用了LG公司LB0