圖形 LCD 顯示器越來越多地設(shè)計(jì)用于要求苛刻的嵌入式顯示控制和視頻應(yīng)用，例如用于工業(yè)控制臺、自動售貨機(jī)、汽車和船舶儀表盤組、家用電器、醫(yī)療設(shè)備和游戲機(jī)的人機(jī)界面 (HMI)。高效控制器設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵要求是有效的解決方案擴(kuò)展以及成本和性能的優(yōu)化。設(shè)計(jì)人員通常需要將第三方顯示控制解決方案集成到自己的設(shè)計(jì)中，這就需要穩(wěn)定且易于與設(shè)計(jì)人員自己的 IP 模塊和處理器接口集成的 IP。

    

系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員正在轉(zhuǎn)向使用可編程邏輯器件（如 FPGA）在他們的設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的 LCD 圖形解決方案，以支持多種顯示器和處理器類型，并在壓縮的機(jī)會窗口內(nèi)響應(yīng)不斷變化的市場標(biāo)準(zhǔn)和要求

    

靈活性和防止過時(shí)

    

應(yīng)用程序依賴高帶寬幀緩沖存儲器控制器來支持用于幀緩沖存儲的外部存儲器設(shè)備?？删幊踢壿嬙试S為不同類型的存儲器實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大的存儲器控制器，保護(hù)制造商在 FPGA 平臺上的投資。處理器過時(shí)是可編程邏輯提供重要投資保護(hù)的另一個(gè)領(lǐng)域。FPGA 的靈活性允許通過 USB、SPI 或自定義接口實(shí)現(xiàn)處理器接口，從而可以輕松更換處理器或集成到設(shè)計(jì)人員自己選擇的處理器中。

圖 1 說明了在 FPGA 中實(shí)現(xiàn)的典型嵌入式顯示控制設(shè)備。嵌入式顯示控制設(shè)備（在本例中為 FPGA）與主機(jī)系統(tǒng)或處理器通信以執(zhí)行控制任務(wù)，并與觸摸屏 LCD 面板進(jìn)行通信以進(jìn)行顯示輸出。它與 DDR 存儲器接口以進(jìn)行顯示頁面存儲和刷新，并與用于實(shí)時(shí)外部視頻疊加的視頻輸入流相連接。主機(jī)系統(tǒng)監(jiān)控狀態(tài)并向 FPGA 發(fā)出命令。FPGA 通過 SPI 實(shí)現(xiàn)了視頻控制、圖形加速、觸摸屏界面控制、視頻輸入縮放、裁剪和定位以及外設(shè)擴(kuò)展等  功能。

    

選擇 FPGA 實(shí)現(xiàn)的原因

    

在這種情況下，制造商使用萊迪思 LCD-Pro 評估套件及其基于 FPGA 的插件參考設(shè)計(jì)示例來快速開發(fā)自己的 SPI 驅(qū)動程序來管理圖形外設(shè)。視頻控制器用于驅(qū)動低成本 TFT 16:9 比例 480×272 像素。A/D、D/A 控制器 IP 用于連接低成本 4 線模擬電阻式觸摸屏。嵌入式 NOR Flash 用于存儲位圖應(yīng)用程序圖片和幀。SPI 從機(jī) IP 在基于 FPGA 的視頻平臺和嵌入式微控制器之間創(chuàng)建了一個(gè)低成本接口。基于 FPGA 的增強(qiáng)型圖形加速器用于 BitBlt 精靈和文本，以在屏幕上的不同位置再現(xiàn)位圖。BitBlt 技術(shù)還用于為廣告創(chuàng)建嵌入式位圖動畫。

    

嵌入式顯示應(yīng)用需要支持多個(gè)顯示器和處理器，同時(shí)滿足工業(yè)、汽車和自動售貨機(jī)環(huán)境中較長的設(shè)備生命周期。設(shè)計(jì)人員通常要求產(chǎn)品線從超低成本擴(kuò)展到高端 HMI 應(yīng)用。可編程邏輯提供了渲染復(fù)雜嵌入式顯示控制應(yīng)用所需的高性能圖形所需的靈活性和計(jì)算能力，而無需依賴昂貴的處理器和軟件。模塊化和配置選項(xiàng)可實(shí)現(xiàn)針對成本或性能的有效解決方案擴(kuò)展和優(yōu)化。