基于SOPC的通用TFT-LCD控制器IP核设计

LCD控制器的具体工作流程为刷新周期开始时，主端口模块根据帧缓存地址生成逻辑所产生的地址完成主端口的读操作，实现帧缓存中数据的读取，并将该数据输送给输出缓冲模块。同时，时序信号生成模块依据LCD屏的时序规范生成行、场同步信号，以及与像素数据同步的相关显示点的横、纵坐标。
设计的LCD控制器包含硬件光标显示模块，所以在进行最后屏幕显示时，像素输出控制逻辑有两部分的数据来源，一部分为从帧缓存中读取的屏幕数据；另一部分为硬件光标的显示数据。最后，像素输出控制逻辑根据从端口模块中各个系统寄存器内的信息向LCD屏幕发送将要显示的图像数据。

2 硬件光标模块设计
硬件光标模块为LCD控制器设计带鼠标光标的显示功能，为系统开发中添加鼠标接口提供了方便。光标显示的实现方式有硬件方式和软件方式，软件方式比较复杂，且占用大量的CPU处理时间；硬件方式用硬件逻辑资源来实现，处理速度快，不占用CPU时间。硬件方式的设计思路是为光标的图像数据设置单独的存储空间(RAM)用以保存，当LCD屏幕需要对光标进行显示时，由硬件逻辑负责在输出光标和背景图像之间做出选择。而软件部分只需简单地修改光标坐标寄存器的值，就可以完成光标在屏幕上的显示操作。采用这种方法，大大提高了系统性能。硬件光标RAM模块是通过MegWizard Plug-In Manager编辑器生成的，最终生成的存储光标图像数据的双口RAM如图3所示。

3 LCD控制器组件设计
将LCD控制器按总体设计要求编写相应的硬件描述语言代码，其端口定义的程序主要有系统时钟、LCD时钟、Avalon从端口、Avalon主端口和LCD输出的定义。程序的主要内容有各种寄存器和连线的定义，行场参数的设定，行扫描状态机、场扫描状态机、Avalon主端口读控制逻辑状态机、帧缓存地址生成逻辑、LCD有效显示数据信号生成逻辑、硬件光标模块和两个例化模块的调用等。最终生成的元件符号如图4所示。