基于Blackfin 处理器的TFT LCD 驱动设计

0、前言

长期以来，传统的掌上电脑(PDA)等小型手持式设备，由于硬件条件的限制，显示器件通常是单色 LCD， 用户界面非常简单。随着高性能嵌入式处理器的普及和硬件成本的不断降低，嵌入式系统的功能也越来越 强。在多媒体应用的推动下，彩色 LCD 开始应用到嵌入式系统中。新一代掌上电脑(PDA)多采用 TFT LCD 显示器件，支持彩色图形界面，图片显示和视频媒体播放。掌上电脑(PDA)的操作系统有微软 Window CE， PalmOS 等。其中 Linux 核心小，成本低廉，源代码开放，成为各家厂商极力发展的操作系统。本文就探 讨了两种基于 Blackfin 嵌入式处理器的 TFT LCD 的驱动方案。

1、Blackfin 处理器和 TFT 液晶简介

Blackfin系列处理器是ADI公司研制的业内首款嵌入式处理器，它将微控制器、DSP和媒体处理器的优 势集成于单一架构中，已被广泛应用于消费类多媒体、网络通信等多个领域。

BF531 是 Blackfin 处理器中的一款，最大时钟频率 400MHz，有 2 个 16 位 MAC，两个 40 位 ALU，4个 8 位视频 ALU,以及 1 个 40 位移位器。并有高达 148Kbytes 片内存储器，和两个双通道存储器 DMA 控 制器；系统外设包含一个 UART 口，一个 SPI 口，两个串行口（SPORTs），四个通用时钟定时器（三个有 PWM 功能），一个实时时钟，一个看门狗时钟定时器，以及一个并行外设接口。

设计中我们采用了FG050605作为我们的设计屏，此款液晶为5.6英寸屏，有960(W) x 234(H)个像素， 每三个像素一个点，即每行320个点，共234行。此款连线非常简单：共32个引脚，其中，一根数据时钟、 一根行频、一根场频、一根数据使能，三色共18根数据线，其余为空脚和电源线。

液晶时序图如图1所示：

图 1：液晶时序图

三种真彩的液晶驱动方案：即基于DSP硬件的液晶驱动，基于DSP的嵌入式uClinux液晶驱动和基于FPGA的液晶驱动。本文重点介绍前两种方案的具体实现。

2、系统总体设计

Blackfin 处理器的 PPI 口共 20 个引脚，每个时钟周期可以收发 16 位数据，它为 TFT LCD 提供了一个无缝的数据传输接口。

我们采用的这款液晶屏像素时钟频率6.25MHz，采用FPGA分频得到，该时钟同时接PPI_CLK引脚。行 频408个像素时钟周期，场频59Hz，即259个行频周期，分别接Blackfin处理器的TMR1/ PPI_FS1和TMR2/ PPI_FS2口。

设计中，我们采用16bit的颜色显示方式，故分别将红色和绿色的最高位和最低位相连，即R0和R5、B0和B5。16根数据线分别与Blackfin处理器的PPI0到PPI15口相连。数据使能引脚接到FPGA上。 硬件框图如图2所示：

2：硬件框图