基于SOPC技術(shù)的內(nèi)存映射型LCD控制器設(shè)計研究

0 引 言
LCD以其低工作電壓、低功耗、顯示效果好、易集成和輕巧便攜等特點率先進入平板顯示市場并不斷拓寬其應(yīng)用領(lǐng)域。隨著數(shù)字化作戰(zhàn)模式的發(fā)展，LCD必將越來越多地被應(yīng)用于各種機載、艦載、裝甲車輛等軍用裝備。而常用的雙口RAM、乒乓操作等類型顯示控制器在成本、速度或靈活性方面存在一些不足。本文提出并沒計了一種基于SOPC技術(shù)的內(nèi)存映射型LCD控制器，設(shè)計了系統(tǒng)實驗平臺，最后對該控制器的穩(wěn)定性、實用性進行了驗證。實驗結(jié)果表明，該控制器具有成本低、實用性強、靈活性強等優(yōu)點，并可推廣到LED、CRT等類型屏幕的驅(qū)動控制。

1 內(nèi)存映射型LCD控制器的結(jié)構(gòu)及優(yōu)點
傳統(tǒng)的LCD控制器可分為雙口RAM型、“乒乓”切換控制型、消隱寫操作型等類型，這些控制器雖思路、設(shè)計簡單，能較好地解決讀寫沖突，但都只能應(yīng)用于某些特定環(huán)境下的設(shè)計開發(fā)，系統(tǒng)的可擴展性、靈活性較差。而內(nèi)存映射型控制器系統(tǒng)性能穩(wěn)定、擴展性強、成本低、讀寫速度快，是目前控制器設(shè)計的較好解決方案。
1．1 內(nèi)存映射型LCD控制器的結(jié)構(gòu)
內(nèi)存映射型控制器不用獨立的存儲器做顯存，而是在內(nèi)存中動態(tài)地開辟一塊空間作為顯存，故稱之為內(nèi)存映射型控制器，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

內(nèi)存映射型控制器工作時，顯存里的數(shù)據(jù)不是通過簡單接口，而是通過總線傳到時序發(fā)生器。由于對顯存的讀寫通過總線進行自動協(xié)調(diào)，從而有效地避免了讀寫沖突的發(fā)生。通常，總線通過一個數(shù)據(jù)緩存區(qū)與時序發(fā)生器連接。
1．2 內(nèi)存映射型LCD控制器的優(yōu)點
內(nèi)存映射型控制器用一小塊雙口存儲器做緩存，保證了顯示數(shù)據(jù)傳輸?shù)牧鲿承裕伙@存定義在SDRAM／SRAM內(nèi)存中，取代了獨立顯存從而降低了系統(tǒng)成本；使用中只需修改時序發(fā)生器，就可以驅(qū)動各種參數(shù)的顯示器；同時，通過總線協(xié)調(diào)顯存的讀寫操作，有效的避免了顯存讀寫沖突問題。表1從4個方面對內(nèi)存映射型控制器與其他3種常見控制器類型進行了比較。

2 基于SOPC技術(shù)的內(nèi)存映射型LCD控制器設(shè)計
2．1 內(nèi)存映射型LCD控制器的總體結(jié)構(gòu)
該控制器由寄存器模塊、DMA模塊、數(shù)據(jù)緩存模塊、時序發(fā)生器4部分組成，采用VHDL語言編寫。如圖2所示?？刂破鲀?nèi)部定義了2個總線外設(shè)，其中，寄存器模塊為總線從端口設(shè)備，DMA模塊為總線主端口設(shè)備。

2．2 寄存器模塊(register_bank)
該模塊為Avalon總線從端口設(shè)備，可以通過NiosⅡ Processor設(shè)置和讀取顯存起始地址、顯示大小、顯示顏色位數(shù)及相關(guān)控制參數(shù)。