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FPGA和嵌入式处理器实现低成本智能显示模块
时间:2021-08-13 01:02 点击次数:
本文摘要:章节 LCD正在很快沦为汽车内的标准部件。随着LCD技术的发展,迫切需要使用更佳的表明图形内容掌控和产生方法。传统上,低成本汽车信息娱乐应用于使用基于字符的LCD和真空荧光(VF)显示屏,而低成本彩色薄膜晶体管(TFT)技术迅速沦为最引人注目的自由选择方案,但在现有的低成本应用于体系结构中使用彩色TFT有相当大的可玩性。 大部分低成本平台没充足的处置比特率,尤其是缺乏具有LCD控制器的处理器来掌控并驱动彩色TFTLCD。

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章节  LCD正在很快沦为汽车内的标准部件。随着LCD技术的发展,迫切需要使用更佳的表明图形内容掌控和产生方法。传统上,低成本汽车信息娱乐应用于使用基于字符的LCD和真空荧光(VF)显示屏,而低成本彩色薄膜晶体管(TFT)技术迅速沦为最引人注目的自由选择方案,但在现有的低成本应用于体系结构中使用彩色TFT有相当大的可玩性。

大部分低成本平台没充足的处置比特率,尤其是缺乏具有LCD控制器的处理器来掌控并驱动彩色TFTLCD。此外,大部分现有的体系结构并没充足的动态和非易俱存储器来存储LCD必须的图形内容。

更加简单的设计问题是产生并管理图形内容或者图形用户界面(GUI)时陈旧的设计过程,而现在可以通过彩色TFTLCD来解决问题这些问题。一般而言,如果没适合的设计资源,很难在硬件上构建LED背光驱动器、触碰面板掌控以及TFT掌控所必须的大量I/O,现在这些难题有了解决问题方法,即,取名为ThomasII电路板(图1)的模块化拓展平台,它所含低成本AlteraCycloneIIIFPGA和NiosII嵌入式处理器。用于这一平台,汽车电子设计人员很更容易在现有系统体系结构中重新加入彩色TFT,研发低成本智能表明模块。

    图1ThomasII展示平台  模块化拓展概念的内涵  模块化拓展设计概念基于ThomasII电路板,它是由MomijiDesignLLC和Altera公司联合开发的。设计环绕低成本CycloneIIIFPGA(EP3C10或者EP3C5)进行,这一器件使用了插槽数量较较少的E144QFPPCB,在4层PCB上就需要精彩已完成布板。在实际应用于中,ThomasII设计(图2右图)可以用于分开的模块,具备原始的电源供电和反对外设,也可以构建到现有设计结构中。    图2ThomasII设计结构图  NiosII嵌入式处理器是体系结构的核心,同时用作系统控制和图形分解。

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使用嵌入式处理器后,系统可以分开工作,也可以作为现有微控制器单元(MCU)的协处理器,因此,ThomasII设计可以构建低成本信息娱乐设计的模块化拓展功能。通过一个非常简单的UART,FPGA沦为系统的图形表明控制器。

它管理并掌控所有的图形内容产生和处置任务,从而把这些任务从主机MCU中承担出来。任何串行或者分段通信接口,甚至是自定义或者专用标准都很更容易替代FPGA设计中的UART模块。例如,一般来说用作构建VF或者字符LCD的通信协议都可以新的用作掌控基于ThomasII概念的TFT。

最更有人的特性是主机体系结构和系统设计需要基本维持恒定,如图3右图。    图3设计器重  一次硬件设计构建多款产品  不改动或者尽量少改动系统意味著同时节省了硬件和软件资源。利用ThomasII概念,设计人员可以针对多款产品用于完全相同的核心硬件。

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根据产品市场需求来改版或者转变GUI,而不必须改动或者改版核心系统软件。而且,还可以根据应用于市场需求来调整LCD分辨率和底层图形FPGA中的LCD控制器设计很更容易适应环境各种标准和自定义LCD分辨率(请求参照图4)。它还需要符合双视角、多视角和其他非标准LCD格式。

FPGA中构建LCD控制器的内在优势是它可以自定义或者适应环境LCD必须的数据和时序格式。    图4应用于在WQVGA和QVGALCD上的ThomasII电路板  注解:图像版权Disney/Pixar,获得其许可。  LCD控制器模块是多层LCD控制器,所含两个16位彩色图像层和一个alpha层。

每一层由分开的DMA主机分解并展开掌控。这样,可以有效地区分基于外部DRAM的帧缓冲器。

实质上,每个DMA主机在必须数据时加载帧缓冲器。这使得LCD控制器模块需要加载外部存储器中存储的给定帧分辨率或者图像尺寸。每一层主机加载存储器后,LCD控制器模块把层人组(或者光滑)成一个人组帧,然后将其输入至LCD。

LCD控制器模块人组了层之后,每一层都可以自由选择人组alpha层或者半透明层。Alpha层反对构建半透明的覆盖层,或者表面与下面层内容互为混合。

此外,每一层都可以几乎关上或者变频器,根据必须来转录或者去转录每一层。这一概念的一个例子是视频收集层上菜单所使用的覆盖面积图。


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