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液晶顯示技術以其平板化、高分辨率、高對比度、無電磁輻射、低功耗、數字式接口、易集成和輕巧便攜等特點率先進入市場并不斷拓寬其應用領域,特別是動態驅動液晶視頻技術的發展,給儀器、設備的小型化及智能化帶來了廣闊前景.而要利用LCD液晶顯示器，必須有相應的LCD控制器及一定空間的顯示存儲器。在動態驅動液晶圖形顯示控制芯片領域，日本Epson公司研制的液晶圖形顯示控制主打器件s1d13706芯片以其接口界面簡單、豐富的顯示功能和低價位而最有影響力，但由于s1d13706芯片較低的集成度限制了其進一步應用。本課題組設計的芯片是針對s1d13706動態，滿足移動通信設備和PDA等對尺寸和電池壽命敏感的嵌入式系統的需求。 1 設計要求 在此設計的動態驅動液晶顯示控制芯片為LCD驅動器和LCD顯示屏提供時序信號與顯示數據,既可以接受MCU的直接操作，又可以脫機獨立控制并驅動液晶顯示，同時具有管理顯示存儲器的能力，使MCU擺脫了繁瑣的顯示控制。該LCD控制芯片的設計指標為：a. 支持虛擬顯示和分屏顯示；b. 硬件上實現畫面旋轉、畫中畫、透明顯示；c. 支持動態驅動超扭轉式向列型STN、薄膜式晶體管型TFT顯示屏；d.支持多種顏色深度；e. 能與多種MCU總線接口適配；f. 為液晶顯示屏提供可配置的掃描時序信號。 2 模塊劃分及功能分析和實現 2. 1 控制芯片的系統描述 LCD控制芯片可分成MCU接口模塊、存儲接口模塊、控制功能模塊和輸出功能模塊，并在液晶顯示控制芯片內集成了振蕩電路XTAL OSC和用于產生1.8 V的內部電路供電電源的電壓調整器兩塊模擬電路，其系統框圖如圖1所示。下面對各模塊功能及實現進行詳細分析。 圖1 動態驅動液晶顯示控制芯片系統 2. 2 MCU 接口模塊 MCU接口模塊的功能包括：通過CNF pin選擇不同的MCU種類；通過匯總其他模塊( Port1～ Port4 和總線)產生的中斷信號，并根據中斷控制寄存器的要求產生合適的中斷信號。由于這些功能的實現使該接口模塊提供了LCD控制器和MCU之間的通信通道，即MCU可以通過MCU接口模塊對LCD控制芯片進行功能配置，LCD控制器也可以通過接口模塊向MCU反饋所需的狀態信息。 2. 3 存儲接口模塊 存儲接口模塊接收MCU接口模塊的數據和地址，按MCU接口模塊發出的地址將顯示數據存入SRAM中；同時按照控制邏輯模塊中地址發生器的要求取出SRAM中相應的顯示數據，其結構框圖如圖2 所示。為了提高系統的可移植性和兼容性，存儲接口采用AMBA AHB協議，并設計總線控制器仲裁多個主設備對總線的控制權和選擇相應的從設備.。 圖2 存儲接口模塊的結構框圖 2. 4 控制邏輯模塊 控制邏輯模塊是整個電路的控制中心，負責向存儲接口模塊請求所需數據，并對獲得的數據進行相應處理,實現畫中畫、旋轉、透明顯示功能，同時產生對應數據的時序信號fpline，fpframe，mod等，其組成如圖3所示。從邏輯功能上，地址發生器和FIFO是其核心組件。地址發生器產生所需數據的內存地址，各種特殊顯示效果都是由地址發生器通過采用不同的工作方式實現的:通過一個像素點地址發生器產生兩個地址，其中第一個地址用于獲取前景中Inklayer的數據，第二個用于獲取背景中待顯示圖像的數據。實現透明顯示功能，用地址發生器從顯示緩存中讀取數據順序、有效位數不同來實現圖形的0°，90°，180°，270°逆時針旋轉，使用地址發生器跟蹤、檢測當前顯示在顯示緩存內存儲主窗口和子窗口的位置，并根據檢測結果改變當前顯示位置，使顯示位置按行在兩個窗口不停更換，以實現畫中畫功能。FIFO寬度為32 bit，深度為16 bit，負責接收來自存儲接口模塊的數據，并把數據傳送給透明顯示比較器。在接收的過程中，同時負責full 和empty信號的置位與復位。 當FIFO僅剩兩個有效數據時，FIFO將empty信號置位，通知存儲接口模塊即將缺少數據，請求給予更高的讀取優先級。當FIFO僅剩兩個空位時，FIFO將full信號置位，通知地址發生器停止產生新的地址，不再向存儲接口模塊申請新的數據。 圖3 控制邏輯模塊組成框圖 2. 5 輸出功能模塊 輸出功能模塊的任務就是將調制的效應要強一些，對SOA的其他非線性效應產生的負面效果要大一些。對此，本研究針對探測光波長的線寬增強因子α取不同值的情況，計算了偏振態調制ΔΦxy隨泵浦光調制ΔP(即泵浦光為“1”的功率和泵浦光為“0”的功率之差)的改變情況，結果見圖4。由圖4 可見，在同樣的泵浦光調制下， 當探測光具有較大的線寬增強因子α時，偏振態受到的調制加大。因此,上述實驗現象可以得到很好的解釋，因為當光波長處于SOA增益譜長波長一端時，線寬增強因子α要大一些，所以偏振態受到的調制要大一些，相應地，交叉偏振調制造成的負面效應更大一些。 圖4 不同線寬增強因子下ΔΦxy與泵浦光調制ΔP 的關系 |
