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低功耗、多主接口、多图层的液晶控制器设计

作　者: 杨青
导　师: 刘政林
学　校: 华中科技大学
专　业: 软件工程
关键词: LCD控制器低功耗多主接口多图层逻辑仿真 FPGA原型验证
分类号: TN873.93
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着数字显示技术的不断发展和逐渐进入成熟,车载显示、移动电话、数码相机,数码学习机等消费类电子产品需求的不断增长,种种外力极大地推动了液晶显示市场的发展,进一步的为液晶显示控制器带来了广阔的市场前景。液晶显示控制器(LCD Controller)是面向液晶显示应用显示控制芯片,它本身具有极高的集成度,其主要作用是负责把显存中的LCD图形数据传输到LCD驱动器(LCD driver)上,并且为显示系统中所使用的液晶显示器件提供必须的时序控制信号,从而控制和完成复杂的图形图像处理功能。有的液晶显示控制器内部还嵌入了大容量的存储器(memory),更好的用来进行数据缓存。由于功能的不断增加,液晶显示控制器的结构和组成变得越来越复杂,对其设计和验证的研究人员将面临更大的挑战。?本文设计了一种低功耗、多主接口和多图层的LCD控制器,并对其进行了FPGA原型验证和ASIC设计。本文首先从LCD控制器的功能需求着手,研究了LCD控制器的架构,然后研究了LCD显示中影响功耗的因素,提出了对显示控制系统减小功耗的有效方法。在主机接口设计方面,设计的LCD控制器能够匹配各种常用接口,增加了用户主机选择的灵活性和便捷性。显示效果方面,设计的LCD显示器能够多层叠加显示,增加了画面显示响应度的同时,减小了MCU主机的输入负荷。本文使用Verilog HDL实现低功耗、多主机接口以及多图层的LCD控制器的逻辑功能设计,使用Mentor公司的ModelSim软件、Debuusy软件进行了联合逻辑仿真与验证(前仿),基于Xilinx公司Virtex2系列的XUP开发板搭建FPGA原型验证平台,并实现FPGA原型验证,然后选用tsmc 0.18μm CMOS标准单元库送入流片。通过前仿和FPGA原型验证的结果最后得出结论:该LCD控制器的设计满足预期的功能要求。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪论  9-13
  1.1 液晶显示器和控制芯片的发展与市场概况  9-10
  1.2 课题实现目标及研究意义  10-11
  1.3 论文的研究内容与安排  11-13
2 中小尺寸LCD 控制器的系统级设计  13-21
  2.1 LCD 控制器的定义  13
  2.2 中小尺寸LCD 控制器在显示系统中的应用  13-14
  2.3 中小尺寸LCD 控制器的功能与特性描述  14-15
  2.4 中小尺寸LCD 控制器的架构设计  15-19
    2.4.1 架构设计  15-16
    2.4.2 各模块功能说明  16-19
  2.5 总结  19-21
3 中小尺寸LCD 控制器低功耗设计  21-31
  3.1 功耗简介  21-22
  3.2 低功耗设计方法与有关技术  22-23
  3.3 LCD 控制器低功耗模块设计  23-30
    3.3.1 时钟产生模块设计  24-25
    3.3.2 存储器模块设计  25-30
  3.4 总结  30-31
4 MCU 主机接口设计  31-43
  4.1 MCU 主机接口信号功能描述  31-32
  4.2 LCD 控制器与MCU 主机连接说明  32-37
  4.3 MCU 接口架构  37-40
  4.4 MCU 接口设计仿真结果  40-42
  4.5 总结  42-43
5 多图层叠加设计  43-49
  5.1 LCD 显示多图层介绍  43
  5.2 LCD 显示多图层的设计思想  43-45
  5.3 LCD 显示多图层叠加的设计实现  45-48
  5.4 总结  48-49
6 FPGA 原型验证  49-56
  6.1 FPGA 验证的原理与流程  49-51
  6.2 FPGA 验证方案  51-52
  6.3 FPGA 验证结果  52-55
  6.4 总结  55-56
7 总结与展望  56-58
致谢  58-59
参考文献  59-62

低功耗、多主接口、多图层的液晶控制器设计

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