电子设计文章编号:1008-0570(2007)03-2-0294-02中文核心期刊《微计算机信息)(嵌入式与SOC )2007年第23卷第3一期LCD控制器的设计和实现The design and realization of LCD controller( I庆三峡学院)赵威威黄荣志ZHAO WEIWEI HUANG RONGZHI摘要:着液晶技术的日益成熟,液晶显示屏在通信领域中得到了越来越广泛的应用。本文主要介绍了在TDS-CDMA标准中,设计的3G手机上一种新型的LCD控制器。它接在AMBA的APB总线上,由ARM来控制,支持RGB和MCU两种模式。在设计使用的Verilog语言和仿真由Modelsim来完成并给出硬件电路实现结构。关键词:晶显示器;驱动电路;仿真工具中图分类号二TP331.2文献标识码:BAbstract:With the development of LCD technique,the LCD is adopted in the field of telecommunication.The paper mainly introduce anewly LCD controler designed勿the Chongqing information technique in the TDS-CDMA standard. It access to the APB bus,con-troled场the ARM,suppotrR GB and MCU mode.In the design,we use the Verilog language and Modelsim to complete the hardwarecircuit.Keywords: LCD, drive circuit, simulation tool1引言 2.2驱动器的内部结构LCD驱动电路的内部如图2所示, APB总线是由ARM系 随着液晶技术的日益成熟,液晶显示器在显示技术中得到统输出的控制信号线来配置整个LCD驱动电路的寄存器,实现了越来越广泛的应用.当前LCD显示技术已经成为新一代平板输出信号的控制。IRQ和ACK等几根信号是跟DMA相连的,技术显示技术的主流.LCD显示屏幕主要包括液晶屏幕,驱动电主要是中断的产生及清楚,如一帧发送完毕,FIFO里面数据为路以及控制驱动电路的系统。我们设计的LCD控制器主要是空,都会产生中断信号。FIFO主要用来存储并转发数据,由于用来控制RGB模式的数据以及MCU模式的命令,参数的传输,ARM的时钟在频率上要比LCD驱动的时钟信号快很多。FIFO实现LCD的控制功能.RGB模式主要有16bit输人,16bit输出;就先把ARM写的数据存储起来.然后再根据LCD驱动的要求16bit输人,18bit输出;18bit输人,16bit输出;18bit输人,18bit输把数据转发出去。Timing Controler用来控制行同步,帧同步,象出;;4种模式的传输。本文就LCD的1W动进行分析,介绍,提出硬素时钟,数据使能等信号的产生。LCD驱动输出只有1种模件电路的设计以及验证方法。式,为了减少引脚,在信号输出的时,把RGB和MCU模式的引2 LCD驱动器的介绍脚复用在一起。 2.1整体结构RGBLCD的控制系统是采用ARM公司的ARM926EJ-S,根据 InputPortFIFOlcd撑nc_rd需求通过APB总线来控制LCD驱动电路的寄存器并设置相应lcd_hsy} wr的值,从而驱动LCD的显示屏幕。根据LCD显示屏的需求,Timingrnn"ll}bk; cslLCD的驱动电路设计了2种接口模式:RGB和MCU, RGB在传lcd cs2输时,采用的同步方式,由LCD驱动电路产生象素时钟,处理数月 竺djMCUled -0ek走土仙jrqrqPegsFort据的速度比较快,多用于同步通信中。MCU在传输时采用的是斗--- lcd0-pdatLeo[17:0]】曰一山mtacklcd_pdatLEi[17:01异步处理方式,处理数据的速度相比RGB而言要慢一些。图2 LCD的控制器结构 2.3控制流程RGB控制:当模块处于I DLE状态时,首先配置分频寄存器,帧同步寄存器,行同步寄存器,然后配置控制寄存器把相应位设置成RGB模式,并启动传输位。在RGB模式启动后,就开图I总体结构始往数据寄存器里写数据。赵威威:讲师硕士MCU控制: 在模块处于IDLE状态时,首先配置分频寄存基金资助:国家863计划引导项目课题;国家发改委3G通器,然后启动控制寄存器。启动模块之后,就在MCU命令寄存信专项;重庆市信息产业发展资金资助项目。器里面输人要完成的功能。294一360元1年邮局仃阅号:82-946电子设计 3 LCD的测试平台3. 3.2MCU控制部分 当lcd_conf 11为1的时候启动了MCU模式,MCU模式只 LCD的验证平台主要是以事务处理的方式产生激励,检查有2种操作,往LCD里面写数据或者从LCD里面读数据.首先测试响应。在Testhench中,LCD的激励由ARM产生,向LCD在IDLE状态判断是进行写操作还是读操作.如果是进行写操输人想要产生的事务,经过LCD输人的接口产生一系列响应,作,就转到写状态去,把数据写到LCD里面去,输出的写信号然后检查响应对应的数值是否正确。置为低状态,当计数器等于低状态设置周期数的时候,把写信号置为高状态。当计数器等于高状态设置周期数的时候,表示一个写操作已经完成.读操作也是同样的道理。图3测试平台 由于思路的局限性和重复性,模块的设计和仿真一般不由同一个人设计,要做到设计和仿真相分离。仿真人员不必了解里面代码里面具体实现过程,只需要了解所要完成的功能,实现的是黑盒测试。在这种层次上测试可以认为模块的接口是由一个输人和一个输出接口构成的。测试平台的目的就是向输人P_pATA[17接口产生输人,从输出接口检查输出。模块端口的这些动作并不是随机的,在大多数数字系统中,对于某些端口只会产生有限的事务处理。通常的情况下,这些事务处理就是对模块中的图5 MCU写操作时序图存储单元进行读写数据的操作。4结束语 3.3 LCD输出的时序图 经过测试和验证等,LCD输出的引脚HSYCN,VSYNC,3. 3.1RGB控制部分在RGB模式中, LCD数据的扫描是以行为单位的。HSYNCDATA,CS等一些基本信号测试的结果跟设计的功能完全吻是水平同步信号。PCLK是象素时钟。ENABLE是数据使能信合,表明代码的设计已经完成,接下来要做的工作就是跑综合号,当它为高时,在PCLK的上升沿输出有效数据。几DATA是进行时序分析,最后就是后端布局布线等。输出的数据。本作者创新观点:设计中去除常规的Pa lette, Dithe:等电水平同步信号的上升沿到ENABLE的上升沿的间隔称为 路,只支持TFr的液晶显示。模块中的象素时钟是由分频寄存HBP。把ENABLE的下降沿到水平同步信号的下升沿的间隔称为器的数值去分频主时钟而产生的,其他信号也是根据实际的开HFP。把水平同步信号的低电平(非有效电平)持续时间称为HSW.发需要而定义,并将LCD驱动器的RGB模式和MCU模式复合 HSW存在的必要性:水平同步信号为低电平有效。在水平在一起,给其他设计者提供了多种模式的选择。同步信号有效时,需要等待HBP的时间,才从数据线取数。由参考文献:于水平同步信号的有效电平持续时间通常比无效电平长,因此[1]冯江.基于VHDL语言的IP核验证田.微计算机信息,2005,7-占空比不是50%。无效电平短些比较好。2:3-4.HBP和HFP存在的必要性:从道理上说, LCD使用矩阵寻[2]陶伟.高速实时控制Soc的设计与研究田.微计算机信息,,2006,址这两个阶段完全可以没有。但是考虑到从前CRT电子枪行扫4-2:2,4.描时,需要一个返回时间,而且目前的制式中,在有效信号的两[3]P. Gronowski, W. Bowhil, R. Preston, M. Gowan, and R. All-端分别加人了消隐时间,就是为了做到一致,这二者才出来的。mon,"High-performance microprocessor design," IEEE J.Solid-State Circuits,vol.33,pp.76-686,May 1998.[4]C.E.Dike,N.A.Kurd,P.Patra and J.Barkatullah,"A Design forDigital, Dynamic Clock Deskew" Proc.Symposium on VLSI Cir-cuits,pp. 21-24, 2003.[5]牛风举,刘元成等,基于IP复用的数字IC设计技术电子工业出版社2003.作者简介:赵威威(1966-),男(汉族),重庆梁平人,重庆三峡P_ DATA[17:0学院物理与电子工程学院,讲师,在读硕士,主要从事电子信息技术研究;黄荣志(1981-),男(汉族),重庆人,重庆邮电大学,硕士研究生,现已从事两年0.13微米TD-SCDMA终端基带1 Line处理芯片研发。(404000重庆三峡学院)赵威威黄荣志通讯地址:(40401阅重庆三峡学院物理与电子工程学院)赵威威图4 RGB时序图( 收稿日期:2006.12.17)(修稿日期:2007.1.15)6,自。,局”阅号:82-946 36。元‘年一295-