基于SA1110的掌上電腦LCD的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
隨著以網(wǎng)絡(luò)為代表的新經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來,PC已失去昔日光采,智能3C產(chǎn)品(Computer、Communication and Consumer)將掀起新的一波巨浪。掌上電腦作為智能3C產(chǎn)品的代表之一,以其傳輸迅速、應(yīng)用方便、功能多樣等特點(diǎn),正成為市場(chǎng)的主流產(chǎn)品,深受消費(fèi)者的青睞。
目前,掌上電腦CPU中比較流行的有MIPS系列、SuperH系列、DragonBall系列以及ARM系列。在操作系統(tǒng)領(lǐng)域,除了部分采用Linux和自行開發(fā)的操作系統(tǒng)外,大部分產(chǎn)品采用Palm OS、Windows CE和EPOC操作系統(tǒng)。
為了在掌上電腦這一嵌入式系統(tǒng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域中占有一度之地,清華大學(xué)自動(dòng)系和深圳翔龍公司決定開發(fā)具有民族自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的掌上電腦。這就需要選好和開發(fā)出自己的硬件平臺(tái);同時(shí)還要開發(fā)自己的嵌入式Linux操作系統(tǒng);在硬件平臺(tái)和操作系統(tǒng)之上,再開發(fā)各種具體的應(yīng)用程序,以滿足特定用戶的需求。本文介紹的液晶顯示器的設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的重要組成部分。
1 硬件電路組成
基于SA1110微處理器的掌上電腦液晶顯示器的硬件電路如圖1所示。主要由三部分組成:LCD控制器、專用集成電路芯片CPLD和液晶顯示屏LCD。
2 SA1110的LCD控制器
SA1110的芯片內(nèi)部集成了LCD控制器,該控制器有三種顯示類型:
無源彩色模式:支持3375種彩色,每幀允許顯示256種彩色;
有源彩色模式:支持高達(dá)65536種彩色(16位);
無源黑白模式:支持15級(jí)灰度。
LCD控制器支持高達(dá)1024×1024象素的顯屏。然而在幀存儲(chǔ)器中,由于存儲(chǔ)器的總線寬度、象素編碼數(shù)據(jù)的大小限制了LCD能驅(qū)動(dòng)的顯示屏幕的大小。LCD控制器也支持單屏和雙屏顯示。象素編碼數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在外部存儲(chǔ)器中,LCD的雙通道DMA控制器可根據(jù)具體情況把數(shù)據(jù)裝入一個(gè)5單元(32位長(zhǎng))的隊(duì)列緩沖器中。DMA控制器的一個(gè)通道用于單屏顯示,另一個(gè)用于雙屏顯示。
在幀存儲(chǔ)器中,存儲(chǔ)著象素編碼數(shù)據(jù)。LCD控制器將其用作指針去索引一個(gè)256單元12位寬的調(diào)色板。黑白調(diào)色板4位寬,彩色調(diào)色板12位寬。來自幀存儲(chǔ)器的象素編碼數(shù)據(jù)(4位)尋址黑白調(diào)色板的頂部16單元;8位象素編碼數(shù)據(jù)可訪問調(diào)色板中的256單元的任意一個(gè)。在無源彩色12位象素模式下,彩色象素?cái)?shù)據(jù)旁路掉彩色調(diào)色板并且直接送到LCD的抖動(dòng)邏輯電路。在有源彩色16位象素模式下,彩象素?cái)?shù)據(jù)不僅旁路掉彩色調(diào)色板,而且旁路掉LCD的抖動(dòng)邏輯電路,并直接送到LCD的數(shù)據(jù)管腳。一旦4位或8位的象素編碼數(shù)據(jù)選定了一個(gè)調(diào)色板單元,在這個(gè)單元中被編碼的值就被傳送到抖動(dòng)邏輯電路。抖動(dòng)邏輯電路使用一種空基和時(shí)基算法產(chǎn)生輸出到屏幕的象素?cái)?shù)據(jù)。抖動(dòng)邏輯促使每一個(gè)象素以不同的速率在每一幀上關(guān)斷,從而給黑白屏產(chǎn)生15級(jí)灰度,為彩色屏幕的紅、綠、藍(lán)三基色中的每一種都產(chǎn)生15級(jí)色度,總計(jì)為3375種彩色(每幀可獲得256種彩色)。來自抖動(dòng)邏輯電路的輸出數(shù)據(jù)在被輸出到LCD引腳和象素時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)顯示器之前,被放置在一個(gè)9單元的引腳數(shù)據(jù)隊(duì)列緩沖區(qū)內(nèi)。
根據(jù)所使用的顯示屏類型,可將LCD控制器編程為4位、8位或16位的象素?cái)?shù)據(jù)引腳。單屏黑白顯示器在每個(gè)象素時(shí)鐘周期內(nèi)既可以采用4位也可以采用8位的數(shù)據(jù)引腳去輸出4位或8位的象素。單屏彩色顯示器可以采用8位的數(shù)據(jù)引腳在每個(gè)象素時(shí)鐘周期內(nèi)去輸出2~2/3位的象素(8引腳/3種色彩/每個(gè)象素)。LCD控制器也支持雙屏顯示。雙屏顯示促使LCD控制器數(shù)據(jù)行被分成兩組,一組驅(qū)動(dòng)上半屏,另一組驅(qū)動(dòng)下半屏。
評(píng)論