论文部分内容阅读
目前传统8位/16位CPU仍然拥有很大的市场，这些CPU没有内置的TFT图形控制器，而专业的外置图形控制器又种类繁多，接口复杂，对CPU的计算能力要求也比较高。随着越来越多的产品要求采用彩色液晶显示，因此急需设计一种简单易用且具备较强通用性的TFT-LCD控制器。本文结合现在8位/16位CPU设计方案中广泛采用FPGA作为外围扩展电路的特点，设计出一种兼容性较高的TFT-LCD控制器的IP核，该IP核内置CPU接口处理单元，兼容主流CPU的数据总线架构;内置图形处理单元，降低了对CPU主频的要求;内置TFT面板时序控制单元，适配常见的TFT面板。所有功能均可由用户根据实际需要自由增减功能。 本文分析了TFT-LCD控制器的功能需求，采用了自顶向下的设计模型，方案采取TFT-LCD控制器核心模块、图形发生器模块、时序控制器模块三大功能模块实现了课题任务。其中TFT-LCD控制器核心模块通过设计主机接口模块、帧存储器控制模块、颜色处理和像素发生模块，成功解决了6800总线、8080总线、SPI总线、I2C总线接口与系统内部总线的转换关键性问题以及实现了SDRAM器件的读写控制与对TTL接口液晶面板的通信等关键问题;图形发生器模块通过研究基本图形的IP核算法，解决了任意直线、矩形、圆形等常用图形的绘制关键性问题;时序控制器模块通过研究常见TCON的功能设计信号，并进行参数化设计，成功解决了与大部分RSDS接口TFT-LCD之间通信的关键性问题。所有模块都内置了相应寄存器，用户可对系统进行自主配置。 本文选用QuartusⅡ软件开发平台进行设计输入、综合、布局布线和时序分析，选用Modelsim对各模块进行RTL仿真和时序仿真，开发语言选用Verilog硬件描述语言，Altera公司的CycloneⅡ系列的EP2C5T144C8器件作为硬件验证平台，下载验证了各个子模块的实际逻辑功能。 论文最后对整个系统进行了性能测试，内容包括多种单片机总线测试、常见图形的绘制测试、液晶面板时序功能测试等，性能测试选用了LG公司LB064V02彩色TTL接口液晶面板，时序功能测试选用了群创AT070TN08彩色RSDS接口液晶面板，依据测试结果分析，该IP核成功实现了所有设计指标。