基于SOPC的通用TFT-LCD控制器IP核設(shè)計(jì)

LCD控制器的具體工作流程為刷新周期開始時(shí)，主端口模塊根據(jù)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(xiàn)幀緩存中數(shù)據(jù)的讀取，并將該數(shù)據(jù)輸送給輸出緩沖模塊。同時(shí)，時(shí)序信號(hào)生成模塊依據(jù)LCD屏的時(shí)序規(guī)范生成行、場(chǎng)同步信號(hào)，以及與像素?cái)?shù)據(jù)同步的相關(guān)顯示點(diǎn)的橫、縱坐標(biāo)。
設(shè)計(jì)的LCD控制器包含硬件光標(biāo)顯示模塊，所以在進(jìn)行最后屏幕顯示時(shí)，像素輸出控制邏輯有兩部分的數(shù)據(jù)來(lái)源，一部分為從幀緩存中讀取的屏幕數(shù)據(jù)；另一部分為硬件光標(biāo)的顯示數(shù)據(jù)。最后，像素輸出控制邏輯根據(jù)從端口模塊中各個(gè)系統(tǒng)寄存器內(nèi)的信息向LCD屏幕發(fā)送將要顯示的圖像數(shù)據(jù)。

2 硬件光標(biāo)模塊設(shè)計(jì)
硬件光標(biāo)模塊為L(zhǎng)CD控制器設(shè)計(jì)帶鼠標(biāo)光標(biāo)的顯示功能，為系統(tǒng)開發(fā)中添加鼠標(biāo)接口提供了方便。光標(biāo)顯示的實(shí)現(xiàn)方式有硬件方式和軟件方式，軟件方式比較復(fù)雜，且占用大量的CPU處理時(shí)間；硬件方式用硬件邏輯資源來(lái)實(shí)現(xiàn)，處理速度快，不占用CPU時(shí)間。硬件方式的設(shè)計(jì)思路是為光標(biāo)的圖像數(shù)據(jù)設(shè)置單獨(dú)的存儲(chǔ)空間(RAM)用以保存，當(dāng)LCD屏幕需要對(duì)光標(biāo)進(jìn)行顯示時(shí)，由硬件邏輯負(fù)責(zé)在輸出光標(biāo)和背景圖像之間做出選擇。而軟件部分只需簡(jiǎn)單地修改光標(biāo)坐標(biāo)寄存器的值，就可以完成光標(biāo)在屏幕上的顯示操作。采用這種方法，大大提高了系統(tǒng)性能。硬件光標(biāo)RAM模塊是通過MegWizard Plug-In Manager編輯器生成的，最終生成的存儲(chǔ)光標(biāo)圖像數(shù)據(jù)的雙口RAM如圖3所示。

3 LCD控制器組件設(shè)計(jì)
將LCD控制器按總體設(shè)計(jì)要求編寫相應(yīng)的硬件描述語(yǔ)言代碼，其端口定義的程序主要有系統(tǒng)時(shí)鐘、LCD時(shí)鐘、Avalon從端口、Avalon主端口和LCD輸出的定義。程序的主要內(nèi)容有各種寄存器和連線的定義，行場(chǎng)參數(shù)的設(shè)定，行掃描狀態(tài)機(jī)、場(chǎng)掃描狀態(tài)機(jī)、Avalon主端口讀控制邏輯狀態(tài)機(jī)、幀緩存地址生成邏輯、LCD有效顯示數(shù)據(jù)信號(hào)生成邏輯、硬件光標(biāo)模塊和兩個(gè)例化模塊的調(diào)用等。最終生成的元件符號(hào)如圖4所示。