基于Blackfin 處理器的TFT LCD 驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

0、前言

長(zhǎng)期以來(lái)，傳統(tǒng)的掌上電腦(PDA)等小型手持式設(shè)備，由于硬件條件的限制，顯示器件通常是單色 LCD， 用戶界面非常簡(jiǎn)單。隨著高性能嵌入式處理器的普及和硬件成本的不斷降低，嵌入式系統(tǒng)的功能也越來(lái)越 強(qiáng)。在多媒體應(yīng)用的推動(dòng)下，彩色 LCD 開(kāi)始應(yīng)用到嵌入式系統(tǒng)中。新一代掌上電腦(PDA)多采用 TFT LCD 顯示器件，支持彩色圖形界面，圖片顯示和視頻媒體播放。掌上電腦(PDA)的操作系統(tǒng)有微軟 Window CE， PalmOS 等。其中 Linux 核心小，成本低廉，源代碼開(kāi)放，成為各家廠商極力發(fā)展的操作系統(tǒng)。本文就探 討了兩種基于 Blackfin 嵌入式處理器的 TFT LCD 的驅(qū)動(dòng)方案。

1、Blackfin 處理器和 TFT 液晶簡(jiǎn)介

Blackfin系列處理器是ADI公司研制的業(yè)內(nèi)首款嵌入式處理器，它將微控制器、DSP和媒體處理器的優(yōu) 勢(shì)集成于單一架構(gòu)中，已被廣泛應(yīng)用于消費(fèi)類多媒體、網(wǎng)絡(luò)通信等多個(gè)領(lǐng)域。

BF531 是 Blackfin 處理器中的一款，最大時(shí)鐘頻率 400MHz，有 2 個(gè) 16 位 MAC，兩個(gè) 40 位 ALU，4個(gè) 8 位視頻 ALU,以及 1 個(gè) 40 位移位器。并有高達(dá) 148Kbytes 片內(nèi)存儲(chǔ)器，和兩個(gè)雙通道存儲(chǔ)器 DMA 控 制器；系統(tǒng)外設(shè)包含一個(gè) UART 口，一個(gè) SPI 口，兩個(gè)串行口（SPORTs），四個(gè)通用時(shí)鐘定時(shí)器（三個(gè)有 PWM 功能），一個(gè)實(shí)時(shí)時(shí)鐘，一個(gè)看門(mén)狗時(shí)鐘定時(shí)器，以及一個(gè)并行外設(shè)接口。

設(shè)計(jì)中我們采用了FG050605作為我們的設(shè)計(jì)屏，此款液晶為5.6英寸屏，有960(W) x 234(H)個(gè)像素， 每三個(gè)像素一個(gè)點(diǎn)，即每行320個(gè)點(diǎn)，共234行。此款連線非常簡(jiǎn)單：共32個(gè)引腳，其中，一根數(shù)據(jù)時(shí)鐘、 一根行頻、一根場(chǎng)頻、一根數(shù)據(jù)使能，三色共18根數(shù)據(jù)線，其余為空腳和電源線。

液晶時(shí)序圖如圖1所示：

圖 1：液晶時(shí)序圖

三種真彩的液晶驅(qū)動(dòng)方案：即基于DSP硬件的液晶驅(qū)動(dòng)，基于DSP的嵌入式uClinux液晶驅(qū)動(dòng)和基于FPGA的液晶驅(qū)動(dòng)。本文重點(diǎn)介紹前兩種方案的具體實(shí)現(xiàn)。

2、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

Blackfin 處理器的 PPI 口共 20 個(gè)引腳，每個(gè)時(shí)鐘周期可以收發(fā) 16 位數(shù)據(jù)，它為 TFT LCD 提供了一個(gè)無(wú)縫的數(shù)據(jù)傳輸接口。

我們采用的這款液晶屏像素時(shí)鐘頻率6.25MHz，采用FPGA分頻得到，該時(shí)鐘同時(shí)接PPI_CLK引腳。行 頻408個(gè)像素時(shí)鐘周期，場(chǎng)頻59Hz，即259個(gè)行頻周期，分別接Blackfin處理器的TMR1/ PPI_FS1和TMR2/ PPI_FS2口。

設(shè)計(jì)中，我們采用16bit的顏色顯示方式，故分別將紅色和綠色的最高位和最低位相連，即R0和R5、B0和B5。16根數(shù)據(jù)線分別與Blackfin處理器的PPI0到PPI15口相連。數(shù)據(jù)使能引腳接到FPGA上。 硬件框圖如圖2所示：

2：硬件框圖