基于Blackfin 處理器的TFT LCD 驅(qū)動設計

0、前言

長期以來，傳統(tǒng)的掌上電腦(PDA)等小型手持式設備，由于硬件條件的限制，顯示器件通常是單色 LCD， 用戶界面非常簡單。隨著高性能嵌入式處理器的普及和硬件成本的不斷降低，嵌入式系統(tǒng)的功能也越來越 強。在多媒體應用的推動下，彩色 LCD 開始應用到嵌入式系統(tǒng)中。新一代掌上電腦(PDA)多采用 TFT LCD 顯示器件，支持彩色圖形界面，圖片顯示和視頻媒體播放。掌上電腦(PDA)的操作系統(tǒng)有微軟 Window CE， PalmOS 等。其中 Linux 核心小，成本低廉，源代碼開放，成為各家廠商極力發(fā)展的操作系統(tǒng)。本文就探 討了兩種基于 Blackfin 嵌入式處理器的 TFT LCD 的驅(qū)動方案。

1、Blackfin 處理器和 TFT 液晶簡介

Blackfin系列處理器是ADI公司研制的業(yè)內(nèi)首款嵌入式處理器，它將微控制器、DSP和媒體處理器的優(yōu) 勢集成于單一架構中，已被廣泛應用于消費類多媒體、網(wǎng)絡通信等多個領域。

BF531 是 Blackfin 處理器中的一款，最大時鐘頻率 400MHz，有 2 個 16 位 MAC，兩個 40 位 ALU，4個 8 位視頻 ALU,以及 1 個 40 位移位器。并有高達 148Kbytes 片內(nèi)存儲器，和兩個雙通道存儲器 DMA 控 制器；系統(tǒng)外設包含一個 UART 口，一個 SPI 口，兩個串行口（SPORTs），四個通用時鐘定時器（三個有 PWM 功能），一個實時時鐘，一個看門狗時鐘定時器，以及一個并行外設接口。

設計中我們采用了FG050605作為我們的設計屏，此款液晶為5.6英寸屏，有960(W) x 234(H)個像素， 每三個像素一個點，即每行320個點，共234行。此款連線非常簡單：共32個引腳，其中，一根數(shù)據(jù)時鐘、 一根行頻、一根場頻、一根數(shù)據(jù)使能，三色共18根數(shù)據(jù)線，其余為空腳和電源線。

液晶時序圖如圖1所示：

圖 1：液晶時序圖

三種真彩的液晶驅(qū)動方案：即基于DSP硬件的液晶驅(qū)動，基于DSP的嵌入式uClinux液晶驅(qū)動和基于FPGA的液晶驅(qū)動。本文重點介紹前兩種方案的具體實現(xiàn)。

2、系統(tǒng)總體設計

Blackfin 處理器的 PPI 口共 20 個引腳，每個時鐘周期可以收發(fā) 16 位數(shù)據(jù)，它為 TFT LCD 提供了一個無縫的數(shù)據(jù)傳輸接口。

我們采用的這款液晶屏像素時鐘頻率6.25MHz，采用FPGA分頻得到，該時鐘同時接PPI_CLK引腳。行 頻408個像素時鐘周期，場頻59Hz，即259個行頻周期，分別接Blackfin處理器的TMR1/ PPI_FS1和TMR2/ PPI_FS2口。

設計中，我們采用16bit的顏色顯示方式，故分別將紅色和綠色的最高位和最低位相連，即R0和R5、B0和B5。16根數(shù)據(jù)線分別與Blackfin處理器的PPI0到PPI15口相連。數(shù)據(jù)使能引腳接到FPGA上。 硬件框圖如圖2所示：

2：硬件框圖