基于ARM与FPGA的LCD控制器设计

2010-12-13 19:53:29来源: 维库开发网

  随着显示屏技术的不断发展,真彩液晶显示屏以其高分辨率、高对比度及高清晰度等优势逐渐在嵌入式显示系统中占据重要地位。目前,基于嵌入式平台的LCD显控技术的实现主要有两种方式:ARM内嵌LCD控制器和独立的控制器件。但是这两种实现方式都存在着不足之处,内嵌控制器的使用可能增大处理器的负担和限制显示帧率,而外部控制器件不仅成本高,而且专用性比较强,很难适应不同类型的液晶屏。

  据此存在的问题,这里提出一种基于ARM与FPGA的LCD控制器设计方案,该设计方案一方面能够通过操作LINUX OS下的Framebuffer设备提高显存的写入速率及减轻处理器的负担,另一方面用FPGA来实现LCD控制器的设计,开发周期短、功耗低,同时具有灵活的移植性,可应用于不同中小尺寸的液晶显示屏。

  1 系统组成及工作原理

  系统主要有微控制器、FPGA(LCD控制器)、存储单元以及外设接口组成,系统组成框图如图1所示。

  系统的工作流程:在FPGA内部的时序发生电路所产生的时序控制信号作用下,LCD控制器通过Framebuffer接口从微控制器读出显示所需的数据存入显示缓存SRAM中。同时LCD显示屏从显存SRAM中读取显示数据,并通过数据格式转换电路直接将数据信息实时显示。

  2 系统硬件设计

  2.1 LCD控制器

  LCD控制器是基于FPGA实现的。本方案采用Altera公司的Cvclone(飓风)系列EPlC6Q240。FPGA具有高速的数据传输I/O接口,可实现高速的显存读取速率,大大提高LCD显示的帧率。而同时FPGA是可编程逻辑器件,可实现复杂的逻辑运算及提供复杂的控制时序。LCD显示屏采用LQ035Q3DG01型的TFT-LCD液晶显示屏,分辨率为320×240,图像信号为RGB格式。

  由于SRAM有较高的读写速度,该设计方案的显示缓存采用1片IS61LV51216AL型SRAM,其容量为512 KB,读写速度为10ns左右。而显示一帧图像的大小为125 KB(320x240x2/l024),FPGA对显存的读写速度约为200 ns,因此满足系统要求。图2为LCD控制器电路连接图。

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关键字:FPGA  LCD控制器  ARM  Cyclone

编辑:小甘 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/FPGA/2010/1213/article_1486.html
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北京航空航天大学教授,国内最早从事复杂数字逻辑和嵌入式系统设计的专家。

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