基于NiosⅡ處理器的TFT-LCD圖形顯示設計

　　隨著工藝技術的發展與市場的需要,超大規模、高速、低功耗的FPGA不斷推出，并且被廣泛地應用在高速、高密度的數字電路設計領域。SoPC[1](System on a Programmable Chip)是一種基于FPGA 的SoC設計方案,它將FPGA及微處理器的核心嵌在同一芯片上，構成一個可編程的SoPC系統框架,具有高度的集成能力，很大程度上減小了產品體積以及外部信號對系統的干擾，大大增加了系統的可靠性、穩定性和靈活性。本文介紹一種基于Nios Ⅱ軟核處理器實現對LCD控制顯示圖形的方法。在設計中,利用Altera的FPGA的SoPC Builder定制Nios Ⅱ軟核處理器及其與顯示功能相關的“軟”硬件模塊,來協同實現控制顯示的軟硬件設計。

　　1 系統設計

　　在工業控制和消費電子領域，LCD的顯示技術呈現出越來越多的方式。本設計采用基于NiosⅡ處理器的液晶顯示圖形的設計方法，在SoPC Builder中以自定義接口的形式利用總線方式對LCD控制器進行設計，LCD控制器[2]一端接收用戶控制，一端實現LCD復雜時序，并集成多種功能。用戶只需要與控制器的簡單接口交互，便能達到控制LCD的目的，進而編寫應用程序,實現顯示漢字、圖片、畫圖等功能。本文的設計方法大大降低了工作量，加快了數據的處理速度和掃描頻率，提高了各個功能模塊的集成度，改善了系統的性能和可靠性。

　　本設計最終實現了一個基于Altera公司的DE2 開發板的TFT—LCD 控制器對已知圖形的顯示。

　　2 硬件設計

　　2.1 系統的整體結構

　　SoPC系統基于Avalon 總線與其他系統構件來通信，整個SoPC系統設計中的外設通過Avalon總線模塊連接起來，并且總線規范為外設端口與總線模塊之間的數據傳輸提供了互連模型。

　　本設計的SoPC系統整體結構如圖1所示。