基于DSP+FPGA的圖形顯示控制系統(tǒng)

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計
3．1 鍵盤接口設(shè)計
為實現(xiàn)人機交互必須要有相應(yīng)的輸入接口，系統(tǒng)在FPGA外部連接了6×6的矩陣鍵盤，以實現(xiàn)各種參數(shù)的輸入和顯示控制。DSP和FPGA要完成各自不同的控制邏輯。
FPGA中用VHDL硬件描述語言設(shè)計鍵值的掃描程序，采用逐行掃描的思想，并開辟一寄存器保存掃描到的鍵值，DSP讀取該寄存器即得到按鍵鍵值，該寄存器對應(yīng)的地址為0xA0001000，對應(yīng)DSP中CE2的選址空間。當(dāng)有按鍵按下時，F(xiàn)PGA掃描得到鍵值，保存至按鍵寄存器中，并向DSP發(fā)送外部中斷Exint4，DSP在中斷服務(wù)程序中讀取地址為0xA0001000寄存器中的內(nèi)容即可得到鍵值。
3．2 顯示接口設(shè)計
由于顯示屏是640×480的單色顯示屏，要在DSP內(nèi)開辟一顯示的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)，大小為38 400 Byte，緩沖區(qū)的每一位代表一個像素，代表顯示屏上的一個像素點，緩沖區(qū)的第一個Byte的最低位點代表顯示屏的第一個像素點，依次類推。
對于要顯示的圖像，DSP必須先用相應(yīng)的圖形算法填充該圖形緩沖區(qū)，之后啟動DSP的EDMA將數(shù)據(jù)通過DSP的總線送至FPGA的雙口RAM中，雙口RAM的起始地址是0xA0080000，對應(yīng)LCD顯示屏第一行的第1～32個像素點，結(jié)束地址是0xA00895FC，對應(yīng)顯示屏第480行第637～640個像素點。DSP是32位數(shù)據(jù)總線，每個地址可存儲32位的像素點。
對于畫圖函數(shù)，最基本的莫過于畫點函數(shù)，它是其他各種作圖函數(shù)的基礎(chǔ)，也是實現(xiàn)各種復(fù)雜圖形顯示的基礎(chǔ)。
畫線、畫方框、畫矩形、填充矩形、畫橢圓、填充橢圓、畫圓、填充圓的驅(qū)動函數(shù)只要基于畫點函數(shù)再配合相應(yīng)的算法即可實現(xiàn)。
對于漢字的顯示，需要加載相應(yīng)的字庫，系統(tǒng)中的字庫采用16×16點陣的漢字字庫。首先根據(jù)漢字的區(qū)位碼在字庫中找到相應(yīng)的點陣數(shù)組，然后將點陣數(shù)組輸入到相應(yīng)坐標(biāo)的顯存緩沖區(qū)即可。為提高程序的運行速度，系統(tǒng)中沒有采用標(biāo)準(zhǔn)C庫文件的文件操作方式來讀取字庫數(shù)組，而是將字庫文件轉(zhuǎn)換為數(shù)組形式保存在SDRAM中，程序只需根據(jù)漢字的區(qū)位碼查表即可得到點陣數(shù)組，大幅提高了程序的運行速度。
對于圖標(biāo)和圖像的顯示，首先也要將圖像轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的點陣數(shù)組，再按照要顯示的坐標(biāo)區(qū)域?qū)Ⅻc陣數(shù)組輸入的相應(yīng)區(qū)域即可。
用基本畫圖函數(shù)就可實現(xiàn)各種圖形的顯示，在此基礎(chǔ)也可以實現(xiàn)各種復(fù)雜圖像的顯示，系統(tǒng)驗證時曾顯示了圖像、正弦波、三角波等較為復(fù)雜的動態(tài)圖形的顯示，并可以通過鍵盤控制波形頻率的改變，如圖3所示。

4 結(jié)束語
人機交互和圖形圖像顯示技術(shù)，在需要人機交互系統(tǒng)應(yīng)用中具有重要現(xiàn)實意義，文中討論了基于DSP+FPGA的圖形顯示控制系統(tǒng)，給出了各部分的設(shè)計思想，提供了鍵盤輸入和圖形圖像顯示的功能，可以滿足各種復(fù)雜的人機交互和圖形圖像顯示，在實際使用中也得到了驗證。