通用TFT-LCD控制器的IP核設(shè)計.pdf

1、THEIPCOREDESIGNOFGENERALTFTLCDCONTROLLERADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYLiJunSupervisedbyProfWANGChengfeiSchoolofInstrumentScienceandEngineeringSoutheastUniversityApr

2、il2014摘要摘要目前傳統(tǒng)8位／16位CPU仍然擁有很大的市場，這些CPU沒有內(nèi)置的TFT圖形控制器，而專業(yè)的外置圖形控制器又種類繁多，接El復(fù)雜，對CPU的計算能力要求也比較高。隨著越來越多的產(chǎn)品要求采用彩色液晶顯示，因此急需設(shè)計一種簡單易用且具備較強通用性的TFT—LeD控制器。本文結(jié)合現(xiàn)在8位／16位CPU設(shè)計方案中廣泛采用FPGA作為外圍擴展電路的特點，設(shè)計出～種兼容性較高的TFT—LCD控制器的IP核，該IP核內(nèi)置CPU接口

3、處理單元，兼容主流CPU的數(shù)據(jù)總線架構(gòu)；內(nèi)置圖形處理單元，降低了對CPU主頻的要求；內(nèi)置TFT面板時序控制單元，適配常見的TFT面板。所有功能均可由用戶根據(jù)實際需要自由增減功能。本文分析了TFT—LCD控制器的功能需求，采用了自頂向下的設(shè)計模型，方案采取TFT—LCD控制器核心模塊、圖形發(fā)生器模塊、時序控制器模塊三大功能模塊實現(xiàn)了課題任務(wù)。其中TFT—LCD控制器核心模塊通過設(shè)計主機接口模塊、幀存儲器控制模塊、顏色處理和像素發(fā)生模塊，成

4、功解決了6800總線、8080總線、SPI總線、12C總線接口與系統(tǒng)內(nèi)部總線的轉(zhuǎn)換關(guān)鍵性問題以及實現(xiàn)了SDRAM器件的讀寫控制與對TTL接口液晶面板的通信等關(guān)鍵問題；圖形發(fā)生器模塊通過研究基本圖形的IP核算法，解決了任意直線、矩形、圓形等常用圖形的繪制關(guān)鍵性問題；時序控制器模塊通過研究常見TCON的功能設(shè)計信號，并進行參數(shù)化設(shè)計，成功解決了與大部分RSDS接口TFT—LCD之間通信的關(guān)鍵性問題。所有模塊都內(nèi)置了相應(yīng)寄存器，用戶可對系統(tǒng)進

5、行自主配置。本文選用OuartusII軟件開發(fā)平臺進行設(shè)計輸入、綜合、布局布線和時序分析，選用Modelsim對各模塊進行RTL仿真和時序仿真，開發(fā)語言選用Verilog硬件描述語言，Altera公司的CycloneII系列的EP2C5T144C8器件作為硬件驗證平臺，下載驗證了各個子模塊的實際邏輯功能。論文最后對整個系統(tǒng)進行了性能測試，內(nèi)容包括多種單片機總線測試、常見圖形的繪制測試、液晶面板時序功能測試等，性能測試選用了LG公司LB0