基于FPGA的LCD驱动芯片的设计.pdf

LCD(Liquid Crystal Display。即液晶显示屏)的驱动有多种方法，通常采用两种方法：基于专用集成电路
的驱动和基于通用微处理器的驱动。专用控制器以最简单的方式受控于计算机，接收并反馈计算机的各种
信息，经过自己独立的信息处理实现对显示缓冲区的管理，并向驱动器提供所需要的各种信号、脉冲，操纵驱
动器实现模块的显示功能。这种控制器具有自己一套专用的指令，用户必须熟悉这种控制器的使用方法，才
能进行操作。文中研究了一种基于FPGA的液晶显示驱动方法，与专用集成电路相比，FPGA的设计更灵
活。与通用微处理器相比，FPGA的运行速度更快。基于FPGA液晶显示驱动器的像素时钟为25．175 Ml-Iz，
而普通的单片机难以满足要求。设计的液晶显示控制器选用ALTERA公司的CYCLONE系列FPGA芯片
作为驱动电路的核心部件。FP(遗(FieId Programmable Gate A1TOW)即现场可编程门阵列器件。是一种超大
规模集成电路，具有丰富的片内EAB(Embedded memory AITOW Blocks)，以及在电路可重配置能力(In Cir．
cuit Reconfigurable，ICR)，仅需要少量外围器件就能实现本设计的功能。所设计的逻辑程序或电路原理图文
件经编译、适配后生成配置数据，将该数据写入存储器内，通过配置电路在系统上电后将配置数据下载到 融芯片中，FPGA芯片即可执行所设计的逻辑功能。因此，FPGA芯片非常适合于进行快速原型设计。
设计者可完全控制产品开发过程中由逻辑设计到最终产品的全过程【l】。这种模式也使用户摆脱了对控制
器的设计、加工、制作等一系列工作，又使计算机避免了对显示器的繁琐控制。
l设计与实现
以台湾达威公司的CIG3224—1SNCW液晶显示屏为例，详细介绍基于FPGA的LCD驱动IP核的设计
与实现过程。CIG3224．1SNCW液晶显示屏是一种用非晶硅作为开关器件的有源矩阵液晶显示器，采用
TrL电平接口，分辨率为320×240．数据总线采用4位的数据线DB3–DB0，时序及控制信号有：VFRAME、
VLINE、VCLK，分别为帧同步信号、行同步信号和像素时钟信号【21。从液晶屏的技术参数着手，通过对液晶
屏驱动时序的研究，设计出显示驱动系统电路以及相应的程序。
基于FPGA的LCD驱动电路的原理结构图如图1所示，主要包括显示驱动控制器和配置电路等，其中
显示驱动控制器是由FPGA构成的液晶控制IP核，由显示驱动电路、显示控制电路和显示RAM三个部分
组成；由于基于SRAM工艺的FPGA芯片是易失性的，掉电以后其内部配置数据将丢失，因此需要外接配置
电路保存其配置数据，本设计采用专用配置器件EP2C实现配置功能。