高分辨率LCoS彩色视频显示接口电路的研究

摘要

随着社会发展，人们对高分辨率、高清晰度的彩色显示技术的需求越来越高。在各种显示技术中，LCoS技术充分融合了大规模集成电路和液晶显示两种成熟的技术，可以实现最高的自然像素和显示分辨率，因此LCoS在高分辨率上具有较好的优势。同时，显示系统的彩色实现通常采用空间混色和时序混色两种方法，其中时序彩色法减少了制作彩色滤光膜的复杂和成本，对于单片LCoS芯片的彩色显示，时序彩色法占用面积不大且有利于LCoS的高分辨率的特点发挥，因此在微型LCoS显示系统的彩色实现方面具有良好的优势。因此，本文对高分辨率的，使用时序彩色法实现彩色的LCoS视频显示接口电路进行了研究，以降低高分辨率LCoS显示系统的面积、功耗，实现系统的微型化，以推动LCoS技术向高分辨率方向发展。 在本文中，主要设计实现了针对实验室研制的分辨率为640*480(VGA)的全数字化LCoS显示屏的场序彩色视频显示系统，并对核心处理部分的FPGA的功能和算法进行优化处理——优化外部缓存地址，使视频数据的存储读取更加简单，并在EDA软件中仿真验证得到正确结果，最后使LCoS彩色视频显示更加清晰流畅。在场序彩色控制系统的设计中，根据大量的调试和实验过程，不仅使LCoS芯片采用时序彩色法实现了彩色视频显示，并且得到了一些有用的经验和结论，并对LCoS的参考电压、时序信号的相互相位关系等有了精确的把握。 在此实验基础上，提出了一种针对高分辨率(1024*768)的LCoS彩色视频显示接口电路的方案。该方案采用FPGA和单片DDR SDRAM相结合的方式，以时序彩色法实现LCoS的彩色视频显示。并利用FPGA内部EAB逻辑单元作为视频数据的中间缓存，以解决了视频数据的实时传输和单片存储器的管理之间的问题。并在EDA软件中使用Verilog语言和原理图相结合的方式，对FPGA内部的各种数据处理缓存过程和对DDR SDRAM的接口控制器进行了设计实现，并进行了EDA软件的仿真验证，基本可以满足高分辨率LCoS视频显示接口电路的需求。 该设计方案，采用单片外部缓存，可以有效的降低接口电路部分的地址总线、数据总线数据，减小了接口电路的面积和功耗，使显示系统适合微型化和便携式的要求，并且可以较好的实现高分辨率LCoS彩色视频接口电路的功能。

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

第一节课题背景

1.1.1背景和必要性

1.1.2国内外现状和发展趋势

第二节论文的主要工作和论文结构

1.2.1论文的主要工作

1.2.2论文结构

第三节论文的创新点

第二章基本原理

第一节LCoS显示原理和特点

2.1.1 LCoS显示原理

2.1.2 LCoS特点

2.1.3 LCoS的驱动电路

第二节彩色实现方法

2.2.1液晶彩色显示方法

2.2.2单片LCoS彩色模式选择

第三节实现低功耗的基本原理和方法

第四节存储芯片介绍

2.4.1随机读写存储器(RAM)

2.4.2 SRAM和DRAM的基本原理

2.4.3大容量存储器SDRAM和DDR SDRAM的比较

第三章场序彩色控制器

第一节场序彩色视频信号

3.1.1模拟视频信号

3.1.2彩色电视信号

3.1.3场序彩色视频信号要求

第二节场序彩色控制系统总体结构和硬件实现

3.2.1概述

3.2.2视频接口电路的总体结构

3.2.3各硬件功能介绍

第三节控制核心FPGA的实现方法

3.3.1总体构架

3.3.2具体数据流处理过程

第四节调试过程和改进性能

3.4.1电路制版后的电路焊接和对各器件的单独调试

3.4.2整体彩色视频显示的调试工作

3.4.3视频处理的问题

3.4.4时序光源实现

第四章高分辨率LCoS视频显示接口电路的研究

第一节设计方案的必要性

第二节设计的总体思路

4.2.1设计方案中对FPGA和外部存储的选取

4.2.2设计的总体思路

4.2.3设计方法的优点和缺点

第三节显示控制系统介绍

4.3.1 FPGA内部视频数据处理缓存部分的实现

4.3.2 DDR SDRAM控制器部分

第五章结论和展望

致谢

参考文献

个人简介、学术论文与科研成果