基于ＮｉｏｓⅡ软核ＣＰＵ的ＬＣＤ控制器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于ＮｉｏｓⅡ软核ＣＰＵ的ＬＣＤ控制器，包括：一个ＦＰＧＡ芯片和一个片外同步动态随机存取存储器，所述ＦＰＧＡ芯片中嵌有ＮｉｏｓⅡ软核ＣＰＵ、Ａｖａｌｏｎ总线模块和同步动态随机存取存储器的控制模块，ＮｉｏｓⅡ软核ＣＰＵ通过Ａｖａｌｏｎ总线模块还与一个ＬＣＤ控制模块相连，ＬＣＤ控制模块与ＬＣＤ显示器连接。利用ＳＯＰＣ技术，将ＮｉｏｓⅡ软核ＣＰＵ和ＬＣＤ控制模块集成在同一个ＦＰＧＡ芯片中，解决了通常情况下一种ＬＣＤ控制器只能实现一种液晶显示器的驱动，利用单一块芯片实现了ＬＣＤ控制器所有的功能，降低了设计的复杂度，产品的功耗和成本，系统结构简单，稳定性好，方便产品的升级，能够兼容大部分的ＬＣＤ显示器。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种LCD(即：液晶显示器)控制器，采用FPGA(即：大规模现场可编程门阵列)芯片作为物理载体，利用SOPC(即：可编程片上系统)技术，实现一种基于NiosⅡ软核CPU的LCD控制器，适用于不同的液晶显示器。 
技术介绍
SOPC技术是一种灵活、高效的SOC(即：片上系统)解决方案。它将处理器、存储器、I/O(输入/输出)接口、LVDS(低电压差分信号)接口等系统设计需要的部件集成到一个可编程器件上，构建成一个可编程的片上系统。它是可编程系统，具有灵活的设计方式，可裁减、可扩充、可升级，并具备软硬件在系统可编程的功能。可编程器件内，还具有小容量高速随机存储器资源。由于市场上有丰富的IP Core(用于产品应用专用集成电路或者可编辑逻辑器件的逻辑块或数据块)资源可供灵活选择，用户可以构成各种不同的系统，如单处理器，多处理器系统。有些可编程器件内还可以包含部分可编程模拟电路。除了系统使用的资源外，可编程器件内还具有足够的可编程逻辑资源，用于实现其它的附加逻辑。NiosⅡ就是SOPC技术的一个典型的应用，将一个软核放入FPGA芯片中，这个软核就是Nios Ⅱ，它只占FPGA芯片内部很少的一部分逻辑单元，成本很低。Nios Ⅱ软核CPU是一种采用流水线技术、单指令流的RISC(精简 指令集计算机)处理器，其大部分指令可以在一个时钟周期内完成。作为一种可配置的通用的RISC处理器，它可以与用户自定义逻辑结合构成片上系统SOC，并下载到可编程器件中去。32位NiosⅡ软核，结合外部大容量存储器，可以构成一个功能强大的32位嵌入式处理器系统。这一系统采用Avalon总线(交换式架构的片内总线)，用于各个模块之间的连接。Avalon总线是FPGA芯片内部的一种相对简单的总线结构，主要用于连接片内处理器与外设，以构成可编程片上系统SOPC。 在现有技术中液晶显示器由于其自身体积小、无辐射、功耗低、数字化等优点，近年来在家电、IT、嵌入式系统中飞速发展，市场前景十分广阔。各个厂家针对不同的应用领域开发了各种各样的液晶显示器，由于各个厂家标准的多样化，使得生产的液晶显示器参数都不相同，为了驱动各种液晶显示器，通常必须采用不同的液晶显示器专用控制芯片，且需要重新设计相关的外部逻辑电路，一种LCD控制器只能实现一种液晶显示器的驱动，这样不仅增加了产品的功耗和复杂度，而且价格昂贵。 
技术实现思路
本技术的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种基于NiosⅡ软核CPU的LCD控制器。 本技术的内容是：一种基于NiosⅡ软核CPU的LCD控制器，包括：一个大规模现场可编程门阵列FPGA芯片和一个片外同步动态随机存取存储器(5)，所述FPGA芯片中嵌有一个NiosⅡ软核CPU(1)、一个Avalon总线模块(2)和一个同步动态随机存取存储器的控制模块(4)，所述NiosⅡ软核CPU(1)通过Avalon总线模块(2)还与一个LCD控制模块--> (3)相连，所述LCD控制模块(3)与LCD显示器(6)连接。 本技术的内容中：所述LCD控制模块(3)由直接存储器访问模块(7)、主控制模块(9)和LCD时序发生器模块(10)构成，所述直接存储器访问模块(7)内还设有一个先进先出的缓存器模块(8)； 所述直接存储器访问模块(7)的数据与指令端口挂在Avalon总线模块(2)的主端口上，通过同步动态随机存取存储器的控制模块(4)，读取片外同步动态随机存取存储器(5)中的图像数据，并送到内部的先进先出的缓存器模块(8)中进行缓存，先进先出的缓存器模块(8)根据LCD时序发生器模块(10)输入的读信号，向LCD时序发生器模块(10)传输图像数据，LCD时序发生器模块(10)按照LCD显示器(6)要求的时序顺序将读取的图像数据输出到LCD显示器(6)，所述先进先出的缓存器模块(8)与直接存储器访问模块(7)之间通过数据通道连接； 所述主控制模块(9)的数据与指令端口挂在Avalon总线模块(2)的从端口上与NiosⅡ软核CPU(1)连接，NiosⅡ软核CPU(1)通过主控制模块(9)对直接存储器访问模块(7)和LCD时序发生器模块(10)进行连接和控制，LCD时序发生器模块(10)与LCD显示器(6)连接。 本技术的内容中：所述主控制模块(9)中包含了3个相互独立的寄存器模块，即：控制器寄存器模块(11)、起始地址寄存器模块(12)和长度寄存器模块(13)；所述控制器寄存器模块(11)用于控制直接存储器访问模块(7)和LCD时序发生器模块(10)运行和停止；所述起始地址寄存器模块(12)用于指示直接存储器访问模块(7)读取片外同步动态随机存取存储器(5)中的图像数据地址的起始地址寄存器；所述长 度寄存器模块(13)用于指示直接存储器访问模块(7)读取片外同步动态随机存取存储器(5)中的图像数据长度的长度寄存器。 由于采用以上的技术方案，本技术的有益效果是：利用可编程片上系统SOPC技术，将NiosⅡ软核CPU和LCD控制模块集成在同一个FPGA芯片中，解决了通常情况下一种LCD控制器只能实现一种液晶显示器的驱动，利用单一块芯片实现了LCD控制器所有的功能，降低了设计的复杂度，产品的功耗和成本，系统结构简单，稳定性好，方便产品的升级，能够兼容大部分的LCD。 附图说明图1是本技术实施例电原理框图； 图2是本技术中LCD控制模块电原理框图； 图中：1-NiosⅡ软核CPU，2-Avalon总线模块，3-LCD控制模块，4-同步动态随机存取存储器的控制模块，5-片外同步动态随机存取存储器，6-LCD显示器，7-直接存储器DMA模块，8-先进先出的缓存器模块，9-主控制模块，10-LCD时序发生器模块，11-控制寄存器模块，12-起始地址寄存器模块，13-长度寄存器模块. 具体实施方式下面结合附图对本技术做进一步的描述。 本实施例中，采用的LCD显示器是夏普(SHARP)公司的3.7英寸LS037V7DW01，它-->能显示640×480分辨率的像素，输入信号是18位(红R，绿G，蓝B，各6位)的数据。这个LCD显示器是一个逐行扫描的设备，先从屏幕的左上方开始，扫描完水平一行480个像素点到右上方后，再回到最 左边开始扫描下一行，直到扫描完640行后一帧图像更新完毕，然后回到左上方开始下一帧图像的扫描。 在图1中，基于NiosⅡ软核CPU的LCD控制器，包括：一个Altera公司的CycloneⅢFPGA芯片，嵌入在FPGA芯片中的使用SOPC Builder定制的一个32位NiosⅡ软核CPU 1、一个Avalon总线模块2和一个同步动态随机存取存储器SDRAM的控制模块4以及一个片外同步动态随机存取存储器SDRAM 5构成的一个功能强大的32位嵌入式处理器系统，NiosⅡ软核CPU1通过Avalon总线模块2与一个使用Verilog HDL编写的LCD控制模块3相连，LCD控制模块3的输出端与LCD显示器6连接。 在图2中，LCD控制模块3由直接存储器访问DMA模块7、主控制模块9和LCD时序发生器模块10构成，直接存储器访问DMA模块7内还设有一个先进先出的缓存器模块8，作为数据缓存用，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ＮｉｏｓⅡ软核ＣＰＵ的ＬＣＤ控制器，包括：一个大规模现场可编程门阵列ＦＰＧＡ芯片和一个片外同步动态随机存取存储器（５），所述ＦＰＧＡ芯片中嵌有一个ＮｉｏｓⅡ软核ＣＰＵ（１）、一个Ａｖａｌｏｎ总线模块（２）和一个同步动态随机存取存储器的控制模块（４），其特征是：所述ＮｉｏｓⅡ软核ＣＰＵ（１）通过Ａｖａｌｏｎ总线模块（２）还与一个ＬＣＤ控制模块（３）相连，所述ＬＣＤ控制模块（３）与ＬＣＤ显示器（６）连接。

【技术特征摘要】
1.一种基于NiosⅡ软核CPU的LCD控制器，包括：一个大规模现场可编程门阵列FPGA芯片和一个片外同步动态随机存取存储器(5)，所述FPGA芯片中嵌有一个NiosⅡ软核CPU(1)、一个Avalon总线模块(2)和一个同步动态随机存取存储器的控制模块(4)，其特征是：所述NiosⅡ软核CPU(1)通过Avalon总线模块(2)还与一个LCD控制模块(3)相连，所述LCD控制模块(3)与LCD显示器(6)连接。2.根据权利要求1所述的基于NiosⅡ软核CPU的LCD控制器，其特征是：所述LCD控制模块(3)由直接存储器访问模块(7)、主控制模块(9)和LCD时序发生器模块(10)构成，所述直接存储器访问模块(7)内还设有一个先进先出的缓存器模块(8)；所述直接存储器访问模块(7)的数据与指令端口挂在Avalon总线模块(2)的主端口上，通过同步动态随机存取存储器的控制模块(4)，读取片外同步动态随机存取存储器(5)中的图像数据，并送到内部的先进先出的缓存器模块(8)中进行缓存，先进先出的缓存器模块(8)根据LCD时序发生器模块(10)输入的读信号，向LCD时序发生器模块(10)传输图像数据，LCD时序发...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱磊，杨其聪，
申请(专利权)人：四川九洲电器集团有限责任公司，
类型：实用新型
国别省市：51[中国|四川]