学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

LCD控制器中低功耗设计方案的研究

作　者: 范文
导　师: 邹雪城
学　校: 华中科技大学
专　业: 微电子学与固体电子学
关键词: LCD控制器低功耗动态功耗管理分布式结构数据压缩门控时钟操作数隔离
分类号: TN141.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 176次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

LCD控制器作为一款面向手持设备的商用芯片,功耗成为设计中需要考虑的关键问题。低功耗的LCD控制器设计不但可以尽量避免频繁更换电池,同时能够有效减轻或消除功耗过大导致的电路参数漂移、可靠性下降、芯片封装成本增加等问题。本文讨论了一种适用于彩色/黑白LCD的低功耗控制器,内嵌320KB的显示缓存。该LCD控制器可以支持多种不同类型的CPU和操作系统;提供虚拟显示,透明显示,硬件光标,硬件旋转及画中画功能;集成了2D图形加速引擎以获得更好的显示性能;32位的内部数据总线为显示缓存提供了高效率的带宽,加速图像的刷新。在低功耗设计方面,本文采取了一系列措施。在系统设计时,使用系统时钟分配方案、动态功耗管理、总线隔离和分布式存储结构,分别通过降低系统的时钟频率、禁止系统的无效操作、减少总线负载和每次仅访问小块显示缓存来降低功耗。在算法级设计中采用自适应游长编码对显示缓存中的数据进行压缩,减少系统访问显示缓存的频率来降低功耗。在将逻辑设计综合成门级网表时,通过设置Design Compiler软件自动插入门控时钟逻辑和操作数分离逻辑来降低功耗。用Verilog HDL语言完成对上述LCD控制器的RTL级硬件描述后,对该LCD控制器进行了功能仿真和FPGA验证,并给出了整个系统的功耗分析,低功耗设计后顶层平均功耗仅为11.17μW。系统中功耗消耗最大的模块为320KB的显示缓存,其次为图形显示控制模块和时钟产生模块。因此,集中降低这三部分的功耗对系统的功耗有显著影响,尤其是降低显示缓存的功耗。各项验证结果均表明本文提出的高性能高集成度的LCD控制器的结构和低功耗设计方案切实可行,同时达到了较高的硬件指标,是一款具有较强实用价值的LCD控制器。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
1 绪论  8-11
  1.1 LCD 显示控制器的研究现状与发展趋势  8-9
  1.2 低功耗设计应用概况  9-10
  1.3 本课题研究的意义  10
  1.4 论文研究内容及章节安排  10-11
2 LCD 控制器的系统设计  11-31
  2.1 LCD 控制器的系统结构  11-12
  2.2 LCD 控制器的接口模块设计  12-18
  2.3 时钟产生模块的设计  18-19
  2.4 图像显示控制模块的设计  19-25
  2.5 2D 图形加速引擎的设计  25-30
  2.6 颜色查找表模块的设计  30-31
3 低功耗设计的应用与实现  31-51
  3.1 功耗的组成  31-33
  3.2 系统级低功耗设计  33-38
  3.3 算法级低功耗设计  38-44
  3.4 电路级低功耗设计  44-51
4 LCD 控制器的仿真验证及功耗分析  51-59
  4.1 LCD 控制器的仿真和测试  51-52
  4.2 LCD 控制器的FPGA 验证  52-55
  4.3 LCD 控制器的功耗分析  55-58
  4.4 版图验证及封装  58-59
5 总结  59-61
致谢  61-62
参考文献  62-66
附录1 攻读硕士学位期间参加的项目和发表的论文  66-67
附录2 LCD 控制器 VerilogHDL 代码的层次结构  67-69

LCD控制器中低功耗设计方案的研究

内容摘要

全文目录

相似论文