基于NiosⅡ处理器的TFT-LCD图形显示设计

　　随着工艺技术的发展与市场的需要,超大规模、高速、低功耗的FPGA不断推出，并且被广泛地应用在高速、高密度的数字电路设计领域。SoPC[1](System on a Programmable Chip)是一种基于FPGA 的SoC设计方案,它将FPGA及微处理器的核心嵌在同一芯片上，构成一个可编程的SoPC系统框架,具有高度的集成能力，很大程度上减小了产品体积以及外部信号对系统的干扰，大大增加了系统的可靠性、稳定性和灵活性。本文介绍一种基于Nios Ⅱ软核处理器实现对LCD控制显示图形的方法。在设计中,利用Altera的FPGA的SoPCBuilder定制Nios Ⅱ软核处理器及其与显示功能相关的“软”硬件模块,来协同实现控制显示的软硬件设计。

1 系统设计

　　在工业控制和消费电子领域，LCD的显示技术呈现出越来越多的方式。本设计采用基于NiosⅡ处理器的液晶显示图形的设计方法，在SoPC Builder中以自定义接口的形式利用总线方式对LCD控制器进行设计，LCD控制器[2]一端接收用户控制，一端实现LCD复杂时序，并集成多种功能。用户只需要与控制器的简单接口交互，便能达到控制LCD的目的，进而编写应用程序,实现显示汉字、图片、画图等功能。本文的设计方法大大降低了工作量，加快了数据的处理速度和扫描频率，提高了各个功能模块的集成度，改善了系统的性能和可靠性。

　　本设计最终实现了一个基于Altera公司的DE2 开发板的TFT—LCD 控制器对已知图形的显示。

2 硬件设计

　　2.1 系统的整体结构

　　SoPC系统基于Avalon 总线与其他系统构件来通信，整个SoPC系统设计中的外设通过Avalon总线模块连接起来，并且总线规范为外设端口与总线模块之间的数据传输提供了互连模型。

　　本设计的SoPC系统整体结构如图1所示。