基于FPGA和VHDL的LCD控制器设计

2012-07-25徐宏祥亓爱国尹冀波张春宇

微处理机 2012年3期

关键词：设计

徐宏祥，亓爱国，尹冀波，耿爽，张春宇

(中国电子科技集团公司第四十七研究所，沈阳110032)

1 引言

液晶显示器(LCD)由于具有低压、微功耗、显示信息量大、体积小等特点，在移动通信终端、便携计算机、GPS卫星定位系统等领域有广泛用途，成为使用量最大的显示器件。液晶显示控制器作为液晶驱动电路的核心部件通常由集成电路组成，通过为液晶显示系统提供时序信号和显示数据来实现液晶显示。本设计是一种基于FPGA(现场可编程门阵列)的液晶显示控制器。与集成电路控制器相比，FPGA更加灵活，可以针对不同的液晶显示模块更改时序信号和显示数据。FPGA的集成度、复杂度和面积优势使得其日益成为一种颇具吸引力的高性价比ASIC替代方案。为此提出了将液晶显示器的控制转换到FPGA来完成的设计理念，利用VHDL硬件描述语言设计LCD控制器，实现了替代专用集成电路驱动控制LCD的作用。

2 硬件设计

设计主要以Xilinx公司的Spartan-3E系列FPGA芯片XC3S100E和广东金鹏电子公司的OCMJ4×8C液晶图文显示器为主要器件来完成。FPGA的结构与传统门阵列相似。器件中大量的可编程逻辑块(CLB，Configurable Logic Block)在芯片中央按矩阵排列，芯片四周为可编程输入/输出块(IOB，Input/Output Block)，CLB行列之间及CLB和IOB之间具有可编程的互连资源(ICR，Inter Connect Resource)。CLB、IOB和ICR都由分布在芯片中的SRAM静态存储单元来控制，SRAM中的数据可决定FPGA的功能。这些数据可以在系统加电时自动或由命令控制从外部存储器载入。本设计实现的LCD控制器硬件结构框图如图1所示。