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基于NioslI的SOPC系統(tǒng)中l(wèi)ED顯示驅(qū)動IP核設計

作者: 時間:2012-04-21 來源:網(wǎng)絡 收藏
  •   NioslI嵌入式處理器是A1tera公司提出的SOPC解決方案,是一種用戶可隨意配置和構(gòu)建的32位嵌入式處理器,結(jié)合豐富的外設可快速、靈活地構(gòu)建功能強大的系統(tǒng)。Altera公司提供了一些通用的IP核,使得用戶可輕松集成屬于自己的專用功能;但對于一些特定的外設,沒有現(xiàn)成可用的IP核,如液晶模塊CBGl28064等。

      用戶可通過自定義邏輯的方法在設計中添加自定義IP核。在實際應用中,LCD液晶顯示器憑借功耗低、體積小、輕薄及控制驅(qū)動簡單等特點,在智能儀器、儀表和低功耗電子產(chǎn)品中得到了廣泛應用。本文以深圳秋田視佳實業(yè)有限公司的液晶顯示模塊CBGl28064為例,在基于NioslI的系統(tǒng)中設計了LCD顯示驅(qū)動IP核,并下載到Cyclone系列的FPGA中,實現(xiàn)了對LCD的顯示驅(qū)動。

      1、 CBGl28064液晶顯示模塊

      CBG128064是一款以2片HD61202作為列驅(qū)動器,1片HD61203作為行驅(qū)動器的液晶模塊。HD61202是一種帶有驅(qū)動輸出的圖形液晶顯示控制器,可直接與8位微處理器相連;而HD61203只需提供電源,就能產(chǎn)生行驅(qū)動信號和各種同步信號。CBGl28064液晶顯示模塊內(nèi)置顯示存儲器RAM,顯示屏上各像素點的顯示狀態(tài)與顯示存儲器RAM中的各位數(shù)據(jù)一一對應。顯示存儲器的數(shù)據(jù)直接作為圖形顯示的驅(qū)動信號。外部處理器只需要通過其8位數(shù)據(jù)線和6條控制線來設置所需要的顯示方式,其他功能均由模塊自動完成。HD61202提供7條簡單的指令:顯示開/關(guān)指令、顯示起始行(ROW)設置指令、頁(RAGE)設置指令、列地址(Y Address)設置指令、讀狀態(tài)指令、寫數(shù)據(jù)指令、讀數(shù)據(jù)指令。

      2 、方案選擇

      通常有兩種方式可以實現(xiàn)NiosII嵌入式處理器對LCD的顯示驅(qū)動:

      一種是利用現(xiàn)成的并行輸入/輸出(PIO)內(nèi)核。該內(nèi)核提供了Avalon總線從控制器端口到通用I/O口間的存儲器映射接口,將LCD模塊的接口與NiosII嵌入式處理器的并行端口相連接,NiosII嵌入式處理器通過對其端口的操作來完成對LCD模塊的控制。這種方式類似于單片機操作,時序簡單,易于實現(xiàn);但是在SOPC系統(tǒng)中硬件上需要設計與外設相連的I/O口,軟件上需要編寫接口程序進行讀寫控制,增加了處理器的時間開銷,F(xiàn)PGA的并行處理能力沒有得到發(fā)揮。

      另一種是采用自定義IP核方式。把LCD模塊看成是外部存儲器或I/O設備,作為從設備掛接到NiosII嵌入式處理器的Avalon總線上,處理器以訪問I/O設備或讀寫存儲器的方式對其進行控制。這種方法需要寫HDL模塊,自己定義控制、狀態(tài)、數(shù)據(jù)寄存器和控制位,可較為靈活地實現(xiàn)復雜的時序控制。一旦完成了設計,即可封裝為SOPC BLdldel可用的獨立元件,用戶可以像使用Altera公司提供的其他外設一樣來使用,并且可以提供給其他設計者使用。本文選用該方式實現(xiàn)。

      3、 驅(qū)動設計

    基于NioslI的SOPC系統(tǒng)中l(wèi)ED顯示驅(qū)動IP核設計

    圖1  

      圖1為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。設計的重點在于驅(qū)動模塊的設計。按照模塊化、層次化的設計思想,顯示驅(qū)動可分為3部分實現(xiàn),即任務邏輯部分、寄存器組部分和Avalon總線接口部分。任務邏輯部分描述液晶模塊的讀寫邏輯功能;寄存器文件部分提供了內(nèi)部寄存器訪問的通道;Avalon總線接口部分通過頂層接口模塊對寄存器進行操作,從而實現(xiàn)對行為模塊的訪問和控制。其中,DATA[7..0]為8位數(shù)據(jù)線,CSl、CS2為片選信號,RS為指令/數(shù)據(jù)選擇信號,R/W為讀寫選擇信號,RST為復位信號,E為讀寫使能信號。



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