1. 引言
隨著液晶技術(shù)的日益成熟,液晶顯示器在顯示技術(shù)中得到了越來越廣泛的應(yīng)用.當(dāng)前LCD顯示技術(shù)已經(jīng)成為新一代平板技術(shù)顯示技術(shù)的主流.LCD顯示屏幕主要包括液晶屏幕,驅(qū)動電路以及控制驅(qū)動電路的系統(tǒng)。我們設(shè)計的LCD控制器主要是用來控制RGB模式的數(shù)據(jù)以及MCU模式的命令,參數(shù)的傳輸,實現(xiàn)LCD的控制功能. RGB模式主要有16bit輸入,16bit輸出; 16bit輸入,18bit輸出; 18bit輸入,16bit輸出;18bit輸入,18bit輸出;4種模式的傳輸。本文就LCD的驅(qū)動進(jìn)行分析,介紹，提出硬件電路的設(shè)計以及驗證方法。

2. LCD驅(qū)動器的介紹
2.1整體結(jié)構(gòu)
LCD的控制系統(tǒng)是采用ARM公司的ARM926EJ-S，根據(jù)需求通過APB總線來控制LCD驅(qū)動電路的寄存器并設(shè)置相應(yīng)的值，從而驅(qū)動LCD的顯示屏幕。根據(jù)LCD顯示屏的需求，LCD的驅(qū)動電路設(shè)計了2種接口模式：RGB和MCU。RGB在傳輸時，采用的同步方式，由LCD驅(qū)動電路產(chǎn)生象素時鐘，處理數(shù)據(jù)的速度比較快，多用于同步通信中。MCU在傳輸時采用的是異步處理方式，處理數(shù)據(jù)的速度相比RGB而言要慢一些。

2.2驅(qū)動器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)
LCD驅(qū)動電路的內(nèi)部如圖2所示,APB總線是由ARM系統(tǒng)輸出的控制信號線來配置整個LCD驅(qū)動電路的寄存器,實現(xiàn)輸出信號的控制。IRQ和ACK等幾根信號是跟DMA相連的，主要是中斷的產(chǎn)生及清楚，如一幀發(fā)送完畢，F(xiàn)IFO里面數(shù)據(jù)為空，都會產(chǎn)生中斷信號。 FIFO主要用來存儲并轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù),由于ARM的時鐘在頻率上要比LCD驅(qū)動的時鐘信號快很多。FIFO就先把ARM寫的數(shù)據(jù)存儲起來.然后再根據(jù)LCD驅(qū)動的要求把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)出去。Timing Controller用來控制行同步, 幀同步,象素時鐘,數(shù)據(jù)使能等信號的產(chǎn)生。 LCD驅(qū)動輸出只有1種模式，為了減少引腳，在信號輸出的時，把RGB和MCU模式的引腳復(fù)用在一起。

2.3控制流程
 RGB控制：當(dāng)模塊處于IDLE狀態(tài)時，首先配置分頻寄存器，幀同步寄存器，行同步寄存器，然后配置控制寄存器把相應(yīng)位設(shè)置成RGB模式，并啟動傳輸位。在RGB模式啟動后，就開始往數(shù)據(jù)寄存器里寫數(shù)據(jù)。
 MCU控制：在模塊處于IDLE狀態(tài)時，首先配置分頻寄存器，然后啟動控制寄存器。啟動模塊之后，就在MCU命令寄存器里面輸入要完成的功能。

3. LCD的測試平臺
 LCD的驗證平臺主要是以事務(wù)處理的方式產(chǎn)生激勵，檢查測試響應(yīng)。在Testbench中，LCD的激勵由ARM產(chǎn)生，向LCD輸入想要產(chǎn)生的事務(wù)，經(jīng)過LCD輸入的接口產(chǎn)生一系列響應(yīng)，然后檢查響應(yīng)對應(yīng)的數(shù)值是否正確。

由于思路的局限性和重復(fù)性，模塊的設(shè)計和仿真一般不由同一個人設(shè)計，要做到設(shè)計和仿真相分離。仿真人員不必了解里面代碼里面具體實現(xiàn)過程，只需要了解所要完成的功能，實現(xiàn)的是黑盒測試。在這種層次上測試可以認(rèn)為模塊的接口是由一個輸入和一個輸出接口構(gòu)成的。測試平臺的目的就是向輸入接口產(chǎn)生輸入，從輸出接口檢查輸出。模塊端口的這些動作并不是隨機(jī)的，在大多數(shù)數(shù)字系統(tǒng)中，對于某些端口只會產(chǎn)生有限的事務(wù)處理。通常的情況下，這些事務(wù)處理就是對模塊中的存儲單元進(jìn)行讀寫數(shù)據(jù)的操作。
3.3LCD輸出的時序圖
3.3.1RGB控制部分
 在RGB模式中，LCD數(shù)據(jù)的掃描是以行為單位的。HSYNC是水平同步信號。PCLK是象素時鐘。ENABLE是數(shù)據(jù)使能信號，當(dāng)它為高時，在PCLK的上升沿輸出有效數(shù)據(jù)。P_DATA是輸出的數(shù)據(jù)。
 水平同步信號的上升沿到ENABLE的上升沿的間隔稱為HBP。把ENABLE的下降沿到水平同步信號的下升沿的間隔稱為HFP。把水平同步信號的低電平（非有效電平）持續(xù)時間稱為HSW。
 HSW存在的必要性：水平同步信號為低電平有效。在水平同步信號有效時，需要等待HBP的時間，才從數(shù)據(jù)線取數(shù)。由于水平同步信號的有效電平持續(xù)時間通常比無效電平長，因此占空比不是50％。無效電平短些比較好。
 HBP和HFP存在的必要性：從道理上說，LCD使用矩陣尋址這兩個階段完全可以沒有。但是考慮到從前CRT電子槍行掃描時，需要一個返回時間，而且目前的制式中，在有效信號的兩端分別加入了消隱時間。就是為了做到一致，這二者才出來的。

3.3.2MCU控制部分
當(dāng)lcd_conf[1]為1的時候啟動了MCU模式, MCU模式只有2種操作, 往LCD里面寫數(shù)據(jù)或者從LCD里面讀數(shù)據(jù). 首先在IDLE狀態(tài)判斷是進(jìn)行寫操作還是讀操作. 如果是進(jìn)行寫操作, 就轉(zhuǎn)到寫狀態(tài)去, 把數(shù)據(jù)寫到LCD里面去, 輸出的寫信號置為低狀態(tài), 當(dāng)計數(shù)器等于低狀態(tài)設(shè)置周期數(shù)的時候，把寫信號置為高狀態(tài)。當(dāng)計數(shù)器等于高狀態(tài)設(shè)置周期數(shù)的時候, 表示一個寫操作已經(jīng)完成. 讀操作也是同樣的道理。

4. 結(jié)束語
 經(jīng)過測試和驗證等，LCD輸出的引腳HSYCN，VSYNC，DATA，CS等一些基本信號測試的結(jié)果跟設(shè)計的功能完全吻合，表明代碼的設(shè)計已經(jīng)完成，接下來要做的工作就是跑綜合進(jìn)行時序分析，最后就是后端布局布線等。