基于PicoBlaze軟核的TFT液晶顯示控制

摘要：介紹基于8位嵌入式軟核PicoBlaze的SOPC的設計方法，提出一種基于PicoBlaze軟核的TFT液晶顯示控制方案，并給出了軟硬件設計方法。實驗結果表明，該方案占用資源少，運行速度快，可以為FPGA驅動TFT液晶提供設計參考。
關鍵詞：PicoBlaze；軟核；SOPC；FPGA；TFT液晶

引言
TFT液晶顯示器(LCD)具有功耗低、體積小、工作電壓低、使用壽命長、可以顯示復雜的文字及彩色圖像等優點，在嵌入式設備中得到了廣泛的應用，成為人機交互的重要方式。但是TFT液晶顯示器驅動具有數據量大、占用引腳多等特點，采用傳統的單片機驅動方式不僅會耗費大量的系統運行時間，降低系統效率，而且也會占用大量的I／O引腳。針對這種情況，本文提出了一種基于PicoBlaze軟核的TFT液晶顯示控制方案，能夠方便地實現FPGA對TFT液晶的顯示控制，具有較強的通用性和實用性。

1 PicoBlaze的體系結構
8位嵌入式處理器PicoBlaze是Xilinx公司為Virtex系列FPGA、Spartan系列FPGA和CoolRunnerII系列CPLD設計的嵌入式處理器軟核，具有效率高、占用資源少等優點，可以方便地嵌入到硬件系統設計中，實現與其他功能模塊的無縫連接。PicoBlage僅占用Spartan系列FPGA的96個Slice，占用XC3S50器件12．5％的資源，占用XC3S5000器件不到0．3％的資源；具有高達44～100 MIPS的指令執行速度，具體速度取決于所選用的FPGA系列和器件速度等級。
PicoBlaze 8位嵌入式處理器提供了豐富、靈活的I／O口，它的外設也可以通過用戶自己配置，以滿足不同的系統設計要求。由于PicoB-laze提供了可綜合的HDL代碼，可以方便地移植到將來的FPGA架構上，因此完全不用擔心當前使用的器件淘汰后難以尋求替代產品。另外，PicoBlaze完全集成在FPGA中，減少了電路板空間和設計花費。
如圖1所示，PicoBlaze微處理器主要由以下幾個單元組成：16個8位通用寄存器；1 KB程序存儲單元；8位算術邏輯單元，帶有CARRY和ZERO標志位；64字節內部暫存RAM；256個輸入和256個輸出端口，方便擴展應用；中斷控制單元。