中小尺寸灰度点阵液晶驱动控制芯片的设计

摘要

液晶显示器件由于具有体积小、重量轻、低电压、低功耗等特点，因而是一种比较流行的平板显示器件。它虽然存在驱动电路逻辑比较复杂、较难与单片机连接等缺点，但随着大规模集成电路的迅速发展，这些缺点已经被克服，液晶显示器件已经进入成熟阶段。其中超扭曲列向液晶显示器件在中小尺寸LCD领域占很大的市场，有其独特的优势。本文讨论了一种功能较完备较复杂的带4种MPU接口的4级灰度128×129点阵STNLCD驱动控制芯片的设计。在设计中采用FRC/PWM相结合的灰度调制方式，通过设置灰度寄存器的值来调整灰度的深浅，使之符合所选择的LCM的最佳特性。同时在控制电路中上加入屏幕的部分显示、交流驱动、滚屏以及图像的硬件翻转等功能，并在设计中考虑了显示效果的提高。根据“自顶向下”的设计思想，将芯片进行层次化功能划分，同时，参考已有的同类驱动芯片的设计经验，结合“自底向上”的原理图输入设计方法对部分模块进行设计，最后根据系统设计的框架对各模块进行协调设计，并进行芯片的整体功能验证，从而达到设计的目的。本文按照ASIC的设计流程，首先详细介绍了灰度STNLCD驱动控制芯片的系统设计和规范定义；随后就灰度STNLCD专用驱控制芯片的关键模块电路：MPU接口电路、时序控制电路、SRAM、驱动电路、电源电路的进行verilogHDL描述、逻辑综合或者原理图输入，从而完成芯片的前端设计；最终确定采用Chartered的0.35μmCMOS高压工艺顺利完成了芯片版图设计以及后仿真，进而完成芯片的全部设计。