适用于多种显示方式的LCD控制器的设计

摘要

随着显示技术的发展，液晶显示技术正在逐渐取代传统的CRT显示技术，成为个人电脑的主流显示技术，并且数码产品也使用液晶显示屏。当今单晶硅工艺和大规模集成电路日趋完善，使液晶屏的生产不断更新换代，其发展速度是相当快的。
　　 本文首先对液晶显示的原理进行了介绍，包括液晶显示器的分类和工作原理以及最新的液晶显示技术LCOS。然后介绍LCD外围驱动电路。LCD的外围驱动电路分栅驱动电路和源驱动电路，其中栅驱动电路驱动提供行扫描信号，源驱动电路提供数据信号。并且分析了不同的显示方式，和各种显示方式之间的优点和缺点。
　　 接着，本文设计了一种LCD控制器，它可以从外部存储器根据不同的显示方式按照不同的顺序读取数据，转化为RGB三颜色值输出给LCD显示屏，并且根据时间寄存器的值自动产生行场同步信号及混合同步信号，输出到LCD外围驱动电路。该控制器基于WISHBONE总线，支持多种颜色模式，包括RGB32位、RGB16位、RGB24位、RGB8位(256级灰度模式)和8位伪彩色模式。控制器外接具有双块(bank)结构的SDRAM，具有比普通DRAM更快的读写速度。异步FIFO是一个重点模块，它用于两个不同时钟域下的数据传输，对两个时钟域间的数据进行缓冲，保证数据流能够连续地输出。设计采用ASIC设计方法，设计顺序为自顶向下，将LCD控制器分解成若干个基本模块，使用Verilog语言完成各个模块的RTL级代码编写。验证也是数字系统流程中一个非常重要的流程，本文对验证进行了简单的介绍。最后用Modelsim和Quartus等EDA软件对所写的代码进行功能仿真和逻辑综合，仿真结果表明电路能够正确输出行场同步时序信号和颜色数据信号，达到了设计的要求。