圖形 LCD 顯示器越來(lái)越多地設計用于要求苛刻的嵌入式顯示控制和視頻應用，例如用于工業(yè)控制臺、自動(dòng)售貨機、汽車(chē)和船舶儀表盤(pán)組、家用電器、醫療設備和游戲機的人機界面 (HMI)。高效控制器設計的一個(gè)關(guān)鍵要求是有效的解決方案擴展以及成本和性能的優(yōu)化。設計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計中，這就需要穩定且易于與設計人員自己的 IP 模塊和處理器接口集成的 IP。

    

系統設計人員正在轉向使用可編程邏輯器件（如 FPGA）在他們的設計中實(shí)現先進(jìn)的 LCD 圖形解決方案，以支持多種顯示器和處理器類(lèi)型，并在壓縮的機會(huì )窗口內響應不斷變化的市場(chǎng)標準和要求

    

靈活性和防止過(guò)時(shí)

    

應用程序依賴(lài)高帶寬幀緩沖存儲器控制器來(lái)支持用于幀緩沖存儲的外部存儲器設備?？删幊踢壿嬙试S為不同類(lèi)型的存儲器實(shí)現強大的存儲器控制器，保護制造商在 FPGA 平臺上的投資。處理器過(guò)時(shí)是可編程邏輯提供重要投資保護的另一個(gè)領(lǐng)域。FPGA 的靈活性允許通過(guò) USB、SPI 或自定義接口實(shí)現處理器接口，從而可以輕松更換處理器或集成到設計人員自己選擇的處理器中。

圖 1 說(shuō)明了在 FPGA 中實(shí)現的典型嵌入式顯示控制設備。嵌入式顯示控制設備（在本例中為 FPGA）與主機系統或處理器通信以執行控制任務(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(yè)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。主機系統監控狀態(tài)并向 FPGA 發(fā)出命令。FPGA 通過(guò) SPI 實(shí)現了視頻控制、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擴展等  功能。

    

選擇 FPGA 實(shí)現的原因

    

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 的插件參考設計示例來(lái)快速開(kāi)發(fā)自己的 SPI 驅動(dòng)程序來(lái)管理圖形外設。視頻控制器用于驅動(dòng)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(xiàn)模擬電阻式觸摸屏。嵌入式 NOR Flash 用于存儲位圖應用程序圖片和幀。SPI 從機 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?；?FPGA 的增強型圖形加速器用于 BitBlt 精靈和文本，以在屏幕上的不同位置再現位圖。BitBlt 技術(shù)還用于為廣告創(chuàng )建嵌入式位圖動(dòng)畫(huà)。

    

嵌入式顯示應用需要支持多個(gè)顯示器和處理器，同時(shí)滿(mǎn)足工業(yè)、汽車(chē)和自動(dòng)售貨機環(huán)境中較長(cháng)的設備生命周期。設計人員通常要求產(chǎn)品線(xiàn)從超低成本擴展到高端 HMI 應用?？删幊踢壿嬏峁┝虽秩緩碗s嵌入式顯示控制應用所需的高性能圖形所需的靈活性和計算能力，而無(wú)需依賴(lài)昂貴的處理器和軟件。模塊化和配置選項可實(shí)現針對成本或性能的有效解決方案擴展和優(yōu)化。