基于NiosⅡ處理器的TFT-LCD圖形顯示設(shè)計

　　隨著工藝技術(shù)的發(fā)展與市場的需要,超大規(guī)模、高速、低功耗的FPGA不斷推出，并且被廣泛地應用在高速、高密度的數(shù)字電路設(shè)計領(lǐng)域。SoPC[1](System on a Programmable Chip)是一種基于FPGA 的SoC設(shè)計方案,它將FPGA及微處理器的核心嵌在同一芯片上，構(gòu)成一個可編程的SoPC系統(tǒng)框架,具有高度的集成能力，很大程度上減小了產(chǎn)品體積以及外部信號對系統(tǒng)的干擾，大大增加了系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性和靈活性。本文介紹一種基于Nios Ⅱ軟核處理器實現(xiàn)對LCD控制顯示圖形的方法。在設(shè)計中,利用Altera的FPGA的SoPC Builder定制Nios Ⅱ軟核處理器及其與顯示功能相關(guān)的“軟”硬件模塊,來協(xié)同實現(xiàn)控制顯示的軟硬件設(shè)計。

　　1 系統(tǒng)設(shè)計

　　在工業(yè)控制和消費電子領(lǐng)域，LCD的顯示技術(shù)呈現(xiàn)出越來越多的方式。本設(shè)計采用基于NiosⅡ處理器的液晶顯示圖形的設(shè)計方法，在SoPC Builder中以自定義接口的形式利用總線方式對LCD控制器進行設(shè)計，LCD控制器[2]一端接收用戶控制，一端實現(xiàn)LCD復雜時序，并集成多種功能。用戶只需要與控制器的簡單接口交互，便能達到控制LCD的目的，進而編寫應用程序,實現(xiàn)顯示漢字、圖片、畫圖等功能。本文的設(shè)計方法大大降低了工作量，加快了數(shù)據(jù)的處理速度和掃描頻率，提高了各個功能模塊的集成度，改善了系統(tǒng)的性能和可靠性。

　　本設(shè)計最終實現(xiàn)了一個基于Altera公司的DE2 開發(fā)板的TFT—LCD 控制器對已知圖形的顯示。

　　2 硬件設(shè)計

　　2.1 系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)

　　SoPC系統(tǒng)基于Avalon 總線與其他系統(tǒng)構(gòu)件來通信，整個SoPC系統(tǒng)設(shè)計中的外設(shè)通過Avalon總線模塊連接起來，并且總線規(guī)范為外設(shè)端口與總線模塊之間的數(shù)據(jù)傳輸提供了互連模型。

　　本設(shè)計的SoPC系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。