TFT-LCD控制电路IP设计

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基于嵌入式Linux的TFT LCD IP及驱动的设计

基于嵌入式Linux的TFT LCD IP及驱动的设计

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FF IO模块实现

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高校 园
处开始读取数据 ,并按照 T 的格式输出。图 实现 f 中各模块 由 A ao u 连接在一起。A ao v lnB s v ln AvlnB s MA Matr ao u D s 负责按照控制模 e
B s 一种 简单 的 总 线 结构 ,N o 处理 器 和 块的指令 ,读取 S AM 中的数据 ,并写入到 u是 is I I DR
4 0×2 ye, G 5 5 i存入帧缓冲 , 8 B ts R B 6 ,1bt 6 ) 然 用于控 制 L D控 制器的工作和指示其 工作状 C 后将帧缓冲的首地址写入到L D控 制器 , C 并启 态 。
动 L D控 制器 。 控 制器 自动从 传 来 的首 地 址 C 该
A ao u A Ma tr v lnB sDM se主设备接 口模块
各种外设都是通过 A a nB s 接在一起。由 FF 中 ,其 核 心 部分 是 D A地址 累加 器 。 当 vl u 连 o IO M
图 1 以 看 出 , 为 Sae的 S A C n ol 条 件 满 足 时 ,地 址 累加 器 开 始 在 10 z 时 可 作 l r DR M o t l r v r e 0 MH 的 分 别要 受 到 Poesr C o t l r 控 制 , 钟 下 以 4 为 单 位 开 始 累 加 用 于 生 成 读 取 rc s 和L DC n ol 的 o r e

TFTLCD驱动电路的设计(1)

TFTLCD驱动电路的设计(1)

一课资料网TFT-LCD驱动电路的设计(1)薄膜晶体管液晶显示器(tft —lcd)拥有重量轻、平板化、低功耗、无辐射、显示质量优秀等特色,其应用领域正在逐渐扩大,已经从音像制品、笔录本电脑等显示器发展到台式计算机、工程工作站(ews)用监督器。

对液晶显示器的要求也正在向高分辨率,高彩色化发展。

因为crt 显示器和液晶屏拥有不一样的显示特征,二者的显示信号参数也不一样 ,因此在计算机(或mcu)和液晶屏之间设计液晶显示器的驱动电路是必需的,其主要功能是经过调制输出到lcd电极上的电位信号、峰值、频次等参数来成立沟通驱动电场。

本文实现了将vga接口信号变换到模拟液晶屏上显示的驱动电路,采纳adi企业的高性能dsp芯片adsp—21160来实现驱动电路的主要功能。

硬件电路设计ad9883a是高性能的三通道视频adc能够同时实现对rgb三色信号的及时采样。

系统采纳32位浮点芯片adsp-21160来办理数据,能及时达成伽玛校订、时基校订,图像优化等办理,且知足了系统的各项性能需求。

adsp-21160有6个独立的高速8位并行链路口,分别连结adsp-21160前端的模数变换芯片ad9883a和后端的数模变换芯片adv7125。

adsp-21160拥有超级哈佛构造,支持单指令多操作数(simd)模式,采纳高效的汇编语言编程能实现对视频信号的及时办理,不会因为办理数据时间长而出现延缓。

系统硬件原理框图如图1所示。

系统采纳不一样的链路口达成输入和输出,能够防止采纳总线可能产生的通道矛盾。

模拟视频信号由ad9883a达成模数变换。

ad9883a是个三通道的adc,所以系统能够达成单色的视频信号办理,也能够达成彩色的视频信号办理。

采样所得视频数字信号经链路口输入到adsp-21160,达成办理后由不一样的链路口输出到adv7125,达成数模变换。

adv7125是三通道的dac,相同也能够用于办理彩色信号。

输出视频信号到灰度电压产生电路,获得驱动液晶屏所需要的驱动电压。

基于FPGA的TFT-LCD控制器IP核设计

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晶投 影 、信 息广 告 、工控 显 示系 统 以及数 码像 机产 品 的
理 想选 择 。
二 、C c n y e的简介 l o
A e a C c n F G 是 目前 市场 上 性价 比最 1 r y o e P A t l
收 稿 日期 : 2 7 - 0 —0 24 0 2
迅速 、投 资风 险低 、可 多 次编程 擦 写和 系统 可编 程等 特
画 质优 、功耗 低 、 寿命长 、宽温 和高 亮度 等优 点 ,其亮
度 达N 3 o 尼 特 ,从 而成 为N T B O P 、G S o O E O K C P 、汽 车 导航 、医疗 、 网络可 视 电话 、 电力仪 表 、军工 仪表 、液
点 而成 为一种 可优 化硬 件 电路 设计 且具 竞 争力 的产 品 。 本 设计采 用A T R 公 司生产 的E l 6 2 0 8 片 ,利 LEA P CQ4 C 芯 用V r 1 g H L 语 言来 实现 T T L D 制器 以及 它 的 e io D F—C控 外 围逻辑 时序 的全 部 功能 ,使 系统 的成 本大 大 降低 , 同


要 :伴 随着嵌入式 系统的迅速发展 ,T — D控制器 I T L F c P成为 S C芯 片中的一个重要部件 。文章介绍 了 o
种 使 用 F A芯 片设 计 TF 液 晶 显 示屏 控 制 器 的 方 法 。该 方 法加 快 了数 据 的 处 理 速度 ,提 高 了 系统 的 兼 容 G P T 性 , 节 约 了硬 件 成 本 。
L D 控 制 器是 液 晶显 示 系 统 的重 要 组成 部 分 ,它 C

液晶显示屏 L 1 4 l G 2 0 V 5 0 D

工业液晶显示屏集成工控机IPC参数

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上海霍比引进的德国原装进口集成的工业计算机IPC的全高清TFT-LCD工业显示屏72’’7*24小时持续运转和操作工业防护等级IP54免维护集成带LED背光灯高度防眩光安全玻璃上海霍比自动化的WE.TEC纯平LCD工业级液晶显示屏是集成工业计算机(IPC)的智能终端。

设计7*24小时运行,这种嵌入式解决方案为网络应用程序提供了一个非常可靠的平台。

远程监控控制不仅允许监测和显示设置(如:待机,亮度和对比度等),而且还包括一些信息(如:温度,保养状态等)。

为方便维护控制,所有显示屏预装Windows Standard 7 embedded操作系统和软件控制工具。

LCD/TFT 屏幕:屏幕对角线183 cm (72″)16:9 格式画面有效屏幕尺寸:1595mm(宽) x 897mm (高)最大分辨率:1920 x 1080 像素,全高清亮度:700 cd/m²(典型值)对比度:1200:1(典型值)16.7 Mio.Colours视角:178°(典型值)电源:115/230VAC, 60/50Hz外观:Robust, 铝粉涂层外壳,RAL 9006白色铝工业防护等级IP54VSG前端安全玻璃高度抗眩光处理安全玻璃顶端出线连接工业电源:集成一体的,工作温度+5°C 至+45°C尺寸和重量(无包装):尺寸:宽1734mmx高1036mmx厚175mm重量:105kg+/-5%软件:IPC版本:MS Windows Standard7 embedded englishALC调节:YES(传感器)系统监控:软件自动背光调节,SMNP协议等相关标准及规范:低电压指令:2006-95-E CEMC执行:2004-108-ECEN61000-6-4, EN55022 class A, EN61000-6-2, EN55024, EN61000-3-2, EN61000-3-3WEEE:2002-96-ECROHS:2002-95-EC安全:EN60950-1IP防护等级:EN60529主要技术特点:对应用于7*24小时操作和静态图像工业系统的显示屏的典型要求是非常苛刻。

TFT_LCD驱动芯片内置电源电路IP核设计

TFT_LCD驱动芯片内置电源电路IP核设计

第28卷 第5期2007年5月半 导 体 学 报C HIN ES E J OU RNAL O F S EM ICOND U C TO RSVol.28 No.5May ,20073国家高技术研究发展计划(批准号:2005AA 1Z 1193),西安应用材料创新基金(批准号:XA 2AM 2200511)和西北工业大学研究生创业种子基金(批准号:Z 200648)资助项目通信作者.Email :weitc @nwp 2006211210收到,2006212218定稿Ζ2007中国电子学会TFT 2LCD 驱动芯片内置电源电路IP 核设计3魏廷存 林彦君 高 武 吕丽峰(西北工业大学航空微电子中心,西安 710072)摘要:设计了一种采用0125μm CMOS 低压/中压/高压混合电压工艺的TF T 2L CD 驱动芯片内置电源电路I P 核.该I P 模块包括低压降线性稳压电路、电荷泵升压/反压电路、V COM 驱动电路和V GO FF 驱动电路等,能够提供驱动芯片的系统工作电压和TF T 2L CD 的驱动电压.所产生的电压值可实现编程控制,具有启动时间快、工作稳定和较低的温度系数等特点.仿真与测试结果表明,在上电200ms 后能够生成稳定、正确的输出电压.电源电路模块的总静态功耗小于2m W.关键词:TF T 2L CD ;驱动芯片;电源I P 模块;L DO ;电荷泵EEACC :1205;1220中图分类号:TN 43 文献标识码:A 文章编号:025324177(2007)05208022081 引言薄膜晶体管液晶显示器(t hi n f il m t ra nsist or 2liquid crystal display ,TF T 2L CD )具有显示画质好,响应速度快,低电压、低功耗驱动以及适于显示动态图像等优点,已成为各种便携式移动终端的首选显示屏.驱动I C 作为驱动TF T 2L CD 显示屏的核心部件,在用于手机、PD A 等小型移动终端的中小屏幕显示驱动时,出于面积、成本和功耗的考虑,通常采用单片集成的办法(one 2chip solution ),即在一个芯片上集成Gate driver 和Source driver 、时序控制电路、电源电路以及显示S RA M 等[1~3].其中电源电路模块提供驱动I C 的系统工作电压和TF T 2L CD 的驱动电压,其特性直接影响着整个芯片的性能和显示的画面质量.对于中小屏幕TF T 2L CD ,系统工作电压和TF T 2L CD 的驱动电压的规格基本一致,为降低设计难度,提高芯片的可靠性,缩短上市时间(ti me 2t o 2ma r ket ),可以将电源模块做成通用性强、工艺移植性好的I P 核.另外,由于内置电源电路为数模混合电路,其I P 核的设计除了要具有通用性、工艺可移植性外,还要在面积和功耗等方面具有足够优越的性能指标.根据I P 应用分类,该I P 核可归为电源管理模块类[4].本文首先分析TF T 2L CD 驱动芯片的内置电源电路的总体功能和构成,然后介绍各模块的具体实现方案,同时分析模块的性能参数,最后给出仿真和测试结果.本文的设计结果已经成功应用于我们自主研发的手机用TF T 彩色液晶显示驱动芯片2“龙腾T 1”中,通过对工程样片的详细测试和TF T 2L CD 模组上的使用,证明此设计能够满足TF T 2L CD 驱动芯片的性能指标要求.2 电源电路模块的功能与结构2.1 TFT 2LCD 的驱动电压要求TF T 2L CD 模组的结构框图如图1所示.正常工作时,液晶像素单元需要Gate 电压,Source 电压以及Common 电压三个电压驱动.Gate 电压用于控制TF T 的通断,连接显示屏一行中所有TF T 的栅极;Source 电压对应每个像素单元上所加载的图像数据内容;Common 电压连接液晶像素单元的另外一个极板,它与Source 电压的差值为像素单元上所加的驱动电压,决定显示颜色的灰度.为了减小So urce 电压的幅度以及防止液晶老化,一般Com 2mon 电压都是周期性的变化值:即在V comH 和V comL 之间交替变化.为了改善显示画质,通常Gate driver 采用三阶驱动方式,即会输出3种不同的驱动电压:V goff H ,V goffL ,V GH ,以补偿由Common 电压变化带来的馈通电压(feed t hrough voltage ),来消除“闪烁”和“拖尾”现象[2].第5期魏廷存等: TFT 2L CD驱动芯片内置电源电路IP核设计图1 TF T 2L CD 模组的结构框图Fig.1 Block diagram of TFT 2L CD module2.2 电源电路模块的功能TF T 2L CD 驱动芯片内置电源电路模块的功能包括两个方面:即生成驱动TF T 2L CD 面板需要的驱动电压和整个IC 的工作电压.其中驱动电压包括V comH ,V comL ,V goff H ,V goffL 和V GH 等;工作电压包括所有数字电路和图像存储器(GRAM )的工作电压V CC ,模拟电路的电源电压V D H ,V G L ,V CL ,升压电路基准电压V CI1,以及Gamma 校正电路的基准电压V REG 1OU T 等.电源电路模块的电压生成关系如图2所示[5].由外部供给的数字电源V CC3通过调节生成V CC ;由外部供给的模拟电源V CI 通过调节产生V CI1,进一步升压产生V DH ,V GH ;V CI1经过反压生成V CL ;V D H 与V CI1之和经过反压生成V G L .这几个过程中产生的电压V DH ,V GH ,V G L ,V CL 分别作为模拟电路的中压、正高压、负高压以及负低压工作电源.调节V CI1分别产生V REG 1OU T 和V REG 2OU T 作为产生驱动电压V comH ,V comL 和V goff H ,V goffL 模块的基准电压,其中V REG 1OU T 又用作为Gamma 校正电路的基准电源电压.2.3 电源电路模块的结构本文设计的电源IP 模块实现了芯片中与电源相关的所有功能,其模块结构如图3所示.整个模块按功能分为4个子模块,分别为:(1)可调节的低压降线性稳压器(low dropout regulator ,LDO Regu 2lator );(2)升压倍数可调的电荷泵电路;(3)V com 电压产生电路;(4)V goff 电压产生电路.将该4种子模块分别讨论如下.(1)可调节的低压降线性稳压器.采用LDO 结构对外部电源V CC3,V CI 和由电荷泵产生的V D H ,V G L 进行调节.产生温度系数小,PSRR 电压高,如数字部分的电源V CC ,电荷泵电路的升压基准电压V CI1,V com 和V goff 驱动电路的基准电压V REG 1OU T 和V REG 2OU T .(2)升压倍数可调的电荷泵电路.本设计中采用开关电容方式(switched 2capacitor topology )的电荷泵[6],这种方式的电路实现简单,升压效率高,更重要的是该方法通过设置寄存器值就可以改变充电通路,能够灵活地调整升压倍数[7].这部分电路还包括(-1)倍反压电荷泵电路.(3)V com 电压产生电路.产生在V comH 和V comL 之间交替变化的V com 电压,用于驱动L CD 的Common 电极.在此设置寄存器VCM420,VDV420,可以根据需要调节V comH 与V comL 的大小.(4)V goff 电压产生电路.如前所述三阶驱动时Gate driver 会输出3种不同的电压V GH ,V goff H ,V goffL .显示屏的某行没有被选中时,所加的Gate 电压在V goff H ,V goffL 之间交替变化.该模块主要负责产生V goff H 和V goffL 电压,具体值的大小可通过寄存器VRL 〈4:0〉设置.308半 导 体 学 报第28卷图2 电压派生图Fig.2 Diagram for voltages generation relationship图3 电源IP核整体结构框图Fig.3 Block diagram of power supply IP core 408第5期魏廷存等: TFT 2L CD 驱动芯片内置电源电路IP 核设计 在此需要说明的是,TF T 2L CD 中的存储电容(C S )可采用C S on commo n 和C S on gate 两种走线方式.对于C S on common 结构,Gate driver 只能采用二阶驱动;而对于C S on gate 结构Gate driver 则需要三阶驱动.本文中的设计是基于三阶驱动的,采用不同的驱动方式,所需要的电源电路内部功能模块略有不同.实际应用时若采用二阶驱动,只需删除电源电路IP 核中的V goff 电压产生模块以及V REG 2OU T 产生电路,其余模块保持不变.3 电源电路IP 核的设计与实现3.1 可调节的低压降线性稳压器LDO 线性稳压电路由于具有低噪声、高PSRR 、快速瞬态响应和输出纹波小等优点,在各种模拟集成电路中得到广泛应用.低压降线性稳压电路的基本结构如图4所示.图4 LDO 线性稳压电路结构示意图Fig.4 Schematic of LDO regulator其动作原理如下:首先由带隙基准电路产生温度系数很小的基准电压V REF [8,9],作为误差放大器(error AM P )的基准输入电压,与反馈电压V F 进行比较,其输出电压用来调节调整管(pass transistor )的V ds 电压,以达到稳定输出电压的目的.通过调节电阻反馈网络中的可变电阻值改变V CC 的大小.由于V CC 给所有的数字电路和大容量GRAM 供电,所以要确保V CC 具有较强的电流负载能力(>2mA ).该模块所能达到的性能指标为:电源V CC3在210~412V 之间变化时,V CC 被稳定在11924~11926V 之间,温度从-50~125℃之间变化时,V REF 的变化只有214mV.V CI1调整电路与V CC 调整电路的区别仅在于调整输出电压幅度的方式不同.V CC 为一个确定的值,因而R 1与R 2的值在硅实现后不可更改,但是可以在版图设计时设置多余的电阻,根据需要接入到电路中进行调整.而V CI1作为升压电路的基准电压,一般采用寄存器控制可变电阻串的大小以调节输出电压的幅度.V REG 1OU T 与V REG 2OU T 电压调整电路结构与V CI1相同.分别通过寄存器V R H320,VRL320控制产生V REG 1OU T =3~5V ,V REG 2OU T =-16~-5V.3.2 升压倍数可调节电荷泵电路TF T 液晶屏上的TF T 开关所需要的开启电压范围为8~16V ,关闭电压范围为-9~-13V ,而芯片外加电压V CI =215~313V ,远远不能满足驱动电压的需求,需要进行升压或反压处理.电荷泵电路利用模拟电子开关控制电容的充、放电,将能量由输入端传给输出负载,可以实现对输入电压的整数倍升压或反压,同时具有升压效率高,易于单片集成等优点,广泛用于L CD 驱动IC 中.升压倍数可调的电荷泵电路结构如图5所示.振荡器(RC_OSC )产生的时钟,经分频器分频后,由时钟产生电路获得两相不交叠时钟(CL K11,图5 升压倍数可调的电荷泵电路结构Fig.5 Diagram of step 2up factor adjustable charge 2pump circuit508半 导 体 学 报第28卷CL K12,用于Step 2up1)和三相不交叠时钟(CL K21,CL K22,CL K23,用于Step 2up2),并连同寄存器控制信号经由逻辑控制电路生成开关动作的数字信号,寄存器位DC 〈2:0〉主要用来设置分频系数.电平移位电路(level shift )将此数字信号的电平移位到可以控制电荷泵电路中,模拟开关动作的模拟信号电平.升压倍数是通过改变寄存器位B T 〈2:0〉的值来调整的,这样可以根据具体需要来选择升压倍数,增加了IP 核的通用性.升压电路1(Step 2up1)对V CI1可进行2倍的升压,得到中压电源V DH (415~515V );然后通过升压电路2(Step 2up2)对V CI1进一步进行4~6倍升压,得到正高压电源V GH ,对V DH 与V CI1之和进行反压得到V G L ,对V CI1进行反压得到V CL .另外,两个寄存器位PON ,VCOM G 分别用来控制是否产生V G L 与V CL .本文中,升压电路2采用同时升压和反压的电荷泵结构,如图6所示.采用三相时钟CL K21,CL K22,CL K23控制大尺寸模拟开关,其中CL K21用于充电时的开关控制;CL K22用于升压时的开关控制;CL K23用于反压时的开关控制.在充电周期,开关2,3,8,9,13,14闭合,C 12,C 21,C 22被充电到V DH (2×V CI1);在升压周期,若开关6,12,17闭合,则得到V GH =3×V DH (6×V CI1);若开关6,12,16闭合,则得到V GH =5×V CI1;若开关6,12,14闭合,则得到V GH =4×V CI1.同理在反压周期,根据B T 〈2:0〉的设置可以实现V G L =-5×图6 Step 2up2拓扑结构Fig.6 Topology structure of step 2up2V CI1或V G L =-4×V CI1.3.3 V com 和V goff 电压产生电路V com 电压产生电路如图3所示.其动作原理如下:输入基准电压V REG 1OU T 经过V comH 调节电路(V comH adjust ment )产生V comH ,经输出buffer (V comH outp ut amplifier )输出增加驱动能力,最后产生V comH 电压.V comH 调节电路中,通过电阻网络对V REG 1OU T 分压得到一系列电压,分压比从014~110可调,然后通过开关网络选择后经buffer 输出,产生V comH .该模块中开关网络的控制信号由寄存器位VCM 〈4:0〉译码得到,另外由于对V comH 电压精度要求较高,模块中的运算放大器的低频增益要达到80dB ,off set 电压要小于2mV.V comA 调整电路(V comA adjust ment )结构与V comH的相同,对V REG 1OU T 的调整系数由寄存器VDV 〈4:0〉设置,放大比例为014~018,生成V comA (3~4V ).V comA 和V comH 输入V comL 调整电路(V comL adjust ment and outp ut amplifier ),进行减法运算,V comH -115×V comA ,得到V comL (V CL +015~110V ).驱动Common 电极的低电压可以为零电压,这种情况下为了降低功耗,可以设置寄存器位VCOM G 关闭V comA 调整电路和V comL 调整电路这两个产生V comL 的模块,另外由于V CL 完全用作V comL 调整电路的负电源,此时也通过VCOM G 控制关闭其输出.产生的V comH 和V comL 由控制电路生成的极性选择控制信号M 控制,产生交替输出的V COM 信号.V goff 电压产生电路用来产生V goff 的两个电压V goff H 和V goffL ,其产生过程同V com 类似.如图3所示,V goffL (-V G L +015~-5V )可以通过在V goffL 调整电路中对V REG 2OU T 做1~4倍反向比例放大生成.在V goff H (-V G L +4~-5V )调整电路中,寄存器位VCOM G 为高时V goff H =V goffL +115×V comA ;寄存器位VCOM G 为低时V comA 产生模块关闭,V goff H =V goffL +V comH .V goff H 和V goffL 要连接到L CD 的gate 电极上,因此要通过输出buffer 电路输出.最后要通过极性选择控制信号M 控制,选择输出V goff H 或V goffL .4 电路仿真与测试结果本文设计的电源电路IP 核采用0125μm CMOS 低压/中压/高压混合电压工艺实现,经过仿真和流片验证表明,该电源电路IP 核在芯片上电后的200ms 内可以形成稳定、正确的驱动电压.并且测试数据显示,整个电源电路IP 核的静态功耗小于2mW.下面给出几个重要的仿真与测试结果.608第5期魏廷存等: TFT2L CD驱动芯片内置电源电路IP核设计411 低压降线性稳压器的H SPICE仿真结果图7为低压降线性稳压器输出电压V CC随输入电压变化的情形,当V CC3在210~412V变化时V CC 稳定在11925V,误差范围仅为±2mV.对其中的带隙基准电路进行仿真,当温度从-50℃到125℃变化时,基准电压的输出范围为111962±010012V,温度系数为1317pp m/℃,可见其具有良好的温度特性.图7 V CC随V CC3变化情形Fig.7 Changes of V CC with V CC3412 升压/反压电荷泵H SPICE仿真结果图8给出了升压倍数可调的电荷泵电路的仿真结果.由图可知,系统启动后升压电路1和升压电路2开始工作,40ms后生成稳定的电压DDVD H (515V)和V GH(1215V);然后V G L和V CL开始产生,并在系统启动100ms后生成4个稳定的内部电源. V CL稳定在-3V,V G L稳定在-1215V.升压电路在动作时钟频率为40k Hz情况下不同负载电流时的升压效率见表1.表1 升压电路模块的升压效率Table1 Step2up output efficiency升压电路1负载电流/mA0.30.9 1.5 DDVD H98.5%97.3%96.4%升压电路2负载电流/mA0.20.50.8 V GH95.2%88.1%78.5%V G L94.9%87.8%80.5%V C L94.5%87.3%83.6%图8 升压倍数可调的电荷泵电路仿真波形Fig.8 Simulated output voltages waveform for charge2pump circuits413 V com和V goff的测试波形图9为V com和V goff的实测波形,Ch1(通道1)为V com输出,Ch3(通道3)为gate输出.正极性时输出V comH和V goff H;负极性时输出V comL和V goffL.V com正极性时为V comH,负极性时为V comL;行选中时gate输出为V GH,不选中时的正极性为V goff H,负极性为V goffL.414 使用“龙腾T1”驱动芯片的TFT2LCD测试模组 本文所设计的内置电源电路IP核已经成功地应用于我们自主研发的手机用TF T彩色液晶显示驱动控制电路芯片———“龙腾T1”中.图10为采用该芯片加工制作的手机用TF T2L CD测试模组,从显示效果来看能够产生清晰的、色彩鲜艳的高质量画面.708半 导 体 学 报第28卷图9 V com ,V goff 电压实测波形Fig.9 Measured voltage waveforms of V com and Vgoff图10 使用“龙腾T1”驱动芯片的TF T 2L CD 测试模组Fig.10 TFT 2L CD module using “Longtium T1”driv 2er IC5 结束语设计了一种TF T 2L CD 驱动芯片的内置电源电路IP 核.根据自顶向下的设计思想,完成了功能分析和模块电路实现,并对所设计电路进行了流片验证.该IP 核中各模块由于采用了可由寄存器控制的参数化设计,具有很好的工艺移植性和通用性,可方便地用于手机、PDA 等便携式产品的液晶显示驱动芯片中.参考文献[1] K im B S ,K o J S ,Lee W H.Low power 260K color TF T L CDdriver IC.ETRI Journal ,2003,25(5):288[2] Gao Wu ,Wei Tingcun ,Zhang Meng ,et al.Source driverblock analysis and design for TF T 2LCD driver IC used for mobile phone.Chinese Journal of Liquid Crystals and Dis 2plays ,2006,21(2):179(in Chinese )[高武,魏廷存,张萌,等.手机用TF T 2L CD source driver 电路模块研究与设计.液晶与显示,2006,21(2):179][3] Wei Tingcun ,Ding Xingbo ,Gao Deyuan.Design of output cir 2cuit for medium or small size TF T 2LCD driver IC.Chinese Journal of Semiconductors ,2006,27(12):2214(in Chinese )[魏廷存,丁行波,高德远.中小屏幕TF T 2LCD 驱动芯片的输出缓冲电路.半导体学报,2006,27(12):2214][4] Xia Yuwen.Modern design tools for electronics and t he re 2use of IP cores.Semiconductor Technology ,2001,26(11):17(in Chinese )[夏宇闻.现代电子设计与IP 核的重用.半导体技术,2001,26(11):17][5] Renesas.Specification of HD66789.2003:129[6] Starzyk J A ,J an Y W.A DC 2DC charge pump design based on voltage doublers.IEEE Trans Circuit s and Systems I ,2001,48(3):391[7] Yang Hong ,Tang Zhiyong ,Ling Zhihua ,et al.Design of V GA TF T 2LCD driving circuit s.Chinese Journal of Liquid Crystals and Displays ,2001,16(1):52(in Chinese )[杨虹,唐智勇,凌志华,等.V GA TF T 2LCD 的驱动电路设计.液晶与显示,2001,16(1):52][8] Razavi B.Design of analog CMOS integrated circuit s.Xi ’an :Xi ’an Jiaotong University Press ,2003:312(in Chinese )[毕查德・拉扎维.模拟CMOS 集成电路设计.陈贵灿等译.西安:西安交通大学出版社,2003:312][9] Allen P E ,Holberg D R.CMOS analog circuit design.2nd ed.Beijing :Publishing House of Electronics Industry ,2002:153(in Chinese )[Allen P E ,Holberg D R.CMOS 模拟集成电路设计.北京:电子工业出版社,2002:153]808第5期魏廷存等: TFT 2L CD驱动芯片内置电源电路IP 核设计Design of a Built 2In Pow er Supply IP Core for TFT 2LCD Driver IC 3Wei Tingcun ,Lin Yanjun ,Gao Wu ,and L üLifeng(A viation Microelect ronics Center ,N ort hwestern Pol ytechnical Universit y ,X i ’an 710072,China )Abstract :A build -in p ower supply circuits I P core f or TF T 2L CD driver IC is designed using 0125μm CMOS L V/MV/HV hybrid voltage p rocess.It is comp osed by f our sub 2blocks such as L DO regulat ors ,cap acit or 2switched charge 2p ump circuits ,V COM and V goff driving buff er circuits.B ot h p ower supply voltages f or TF T 2L CD driver IC a nd driving voltages f or TF T 2L CDp a nel ca n be p rovided by t his I P core.The temp erature coefficients of voltages ge nerated by L DO regulat ors are less t ha n1317pp m/℃.A new t op ology of charge p ump w hich generates t he highest voltage V GH and t he lowest voltage V GL is p ro 2p osed ,a nd t he settling time of V GH a nd V GL is reduced t o less t ha n 100ms.The voltages ge nerated by V COM a nd V goff driving buff er circuits ca n be adjusted by p rogrammable register.All ge nerated voltages are wit h t heir stable values in 200ms w he n p ower is on.The static p ower dissip ation of t his I P core is less t han 2m W.K ey w ords :TF T 2L CD ;driver IC ;p ower supply I P core ;L DO ;charge 2p ump EEACC :1205;1220Article ID :025324177(2007)05208022083Project supp orted by t he National High Technology Research a nd Develop ment Progra m of China (N o.2005AA 1Z 1193),Xi ’a n 2AppliedMaterials Innovation Fund (N o.XA 2AM 2200511),a nd t he Graduate Starting Seed Fund of Nort hwester n Polytechnical U niversity(No.Z 200648)Corresp onding aut hor.Email :weitc @nwp  Received 10November 2006,revised ma nuscrip t received 18Dece mber 2006Ζ2007Chinese Institute of Elect ronics908。

基于SOPC的通用TFT-LCD控制器IP核设计

基于SOPC的通用TFT-LCD控制器IP核设计

基于SOPC的通用TFT-LCD控制器IP核设计随着电子技术的迅猛发展,液晶显示器(LCD)具有功耗低,体积小,重量轻,超薄等许多其他显示器无法比拟的优点,被广泛用于智能仪器、仪表和低功耗电子产品中。

TFT-LCD 屏采用有源显示方式,具有抗抖动,色彩饱和度高,还原能力强和对比度高等特点,在嵌入式系统中具有广泛的应用前景。

在嵌入式系统中,LCD 控制器是处理器与LCD 显示驱动器之间的接口部件,对LCD 屏提供时序信号和显示数据,用来控制数据在LCD 屏幕上的显示,是LCD 系统中重要的组成部分。

现有的LCD 控制器一般都由各个生产厂家自行开发,通用性差,而软件控制TFT-LCD 会占用大量的处理器资源,使得系统的集成度不高。

SoPC Builder 是Altera 公司实现SoPC 概念的一款工具软件,使得用户可以通过自定义逻辑的方法方便地开发基于NiosⅡ的SoPC 系统。

So-PC Builder 集成在EDA 工具QuartusⅡ中,提供NiosⅡ处理器及一些常用外设接口,用于组建一个在模块级和组件级定义的系统,能够自动生成片上总线和总线仲裁器等所需的逻辑。

基于SoPC 的设计在很大程度上依赖于利用集成电路IP(intellectual property)。

集成电路IP 是指经过预先设计、预先验证、符合产业界普遍认同的设计规范和设计标准,具有相对独立,并可以重复利用的电路模块或子系统。

本文中提出一种基于SoPC 的参数化TFT-LCD 控制器IP 核设计,用硬件描述语言实现控制器的逻辑功能,这种参数化的组件设计具有很强的通用性和兼容性。

1 通用册LCD 控制器总体设计在嵌入式系统中,LCD 控制器是非常重要的片上外围设备,处理器通过LCD 控制器来完成对显示驱动器的控制,最终实现LCD 屏的点亮操作。

由于LCD 显示驱动器只是一个被动系统,还需要有控制电路提供驱动系统所必须的扫描时序信号和显示数据。

可配置的TFT-LCD控制器IP核的设计

可配置的TFT-LCD控制器IP核的设计
郝晓红
【期刊名称】《信息技术》
【年(卷),期】2009(000)005
【摘要】设计实现了一种基于Avalon总线的,显示分辨率和像素深度均可配置的TFT-LCD控制器IP核.根据自顶向下的设计思想,将IP 核进行层次功能划分设计,采用Verilog 硬件描述语言实现该控制器以及它的外围逻辑时序的全部功能.并对IP 核进行仿真验证,最后加入到Nios II系统中,该IP 核经测试效果良好.
【总页数】4页(P33-35,39)
【作者】郝晓红
【作者单位】哈尔滨理工大学计算中心,哈尔滨,150080
【正文语种】中文
【中图分类】TM571.6
【相关文献】
1.基于FPGA的TFT-LCD控制器IP核设计 [J], 蔡肯;梁晓莹
2.一种基于Nios Ⅱ/DMA的TFT-LCD控制器IP核设计 [J], 宋跃;程博;雷瑞庭
3.基于SoPC的通用TFT-LCD控制器IP核设计 [J], 马宏锋;党建武;王宏斌
4.低功耗可配置的USB 3.0设备控制器IP核设计 [J], 黄凯;林威;蒋进松;胡腾;修思文;严晓浪
5.以嵌入式8051IP核为时序控制核心的TFT-LCD实时显示控制器 [J], 丁昊;宋杰;关键
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TFT—LCD显示及驱动电路的设计

关键字
视频解码 LCD显示 单片机
第一章概述
1.1
1.2
SPI
IIC
图1-1 系统框图
第二章
2.1
上把物质分为三态,固态、液态和气态。在自然界中,大部分材料随温度的变化只呈现固态、液态和气态。液晶(Liquid Crystal)是不同于通常的固态、液态和气态的一种新的物质状态,它是能在某个温度范围内兼有液体和晶体两者特性的物质状态,也叫液晶相或中介相,故又称为物质的第四态。
①满足视频解码芯片的选取要求。在TVP5150芯片内部有一个9位高速的带模拟处理器的A/D转换器;有专门的场同步信号和垂直同步信号,保证信号的正确采集;内部有专门的Y/C分离电路,实现视频解码数据按照ITU-RBT656输出;
②芯片本身的功耗才115mW,功耗低,便于系统多路采集设计;电路设计简单,内部自带可编程的ROM以及支持部分RAM。
图3-1TVP5150引脚功能
3.2.2
通道选择寄存器如图3-2所示:
图3-2通道选择寄存器
视频通道切换数据如表3-1所示:
表3-1
3.3
1、要求输入通道采用AIP1A通道。
2、视频输入模式允许NTSC-M、PAL (B, G, H, I)或者SECAM模式。
3、数据输出为8-bit ITU-R BT.656模式。
摘要
TFT—LCD显示及驱动电路设计由视频解码电路,LCD显示电路,电源控制电路和单片机控制电路四个模块组成。视频源产生模拟视频信号,由TVP5150视频解码把模拟视频信号解码输出数字视频信号,由LCD液晶屏显示。对视频解码和液晶显示器的配置是通过单片机完成的。本设计主要针对高校电视技术实践课程设计,应用于视频解码输出教学,实现信号处理可视模块化教学方案。

TFT—LCD显示及驱动电路的设计

TFT—LCD显示及驱动电路的设计TFT-LCD显示及驱动电路的设计是一项关键的技术,它在各种电子设备中得到广泛的应用,包括手机、平板电脑、电视等。

本文将简要介绍TFT-LCD显示及驱动电路的设计原理和关键技术。

TFT-LCD显示屏是由许多像素组成的矩阵,每个像素由红、绿、蓝三个基本颜色的像素点组成,显示出各种颜色和图像。

TFT-LCD显示屏的设计需要考虑到图像的清晰度、亮度、饱和度和对比度等因素。

TFT-LCD显示屏的设计包括以下几个方面:像素结构设计、矩阵驱动电路设计、行驱动电路设计、列驱动电路设计和背光源驱动电路设计。

首先是像素结构设计。

像素是显示屏的基本单元,它由透明导电层、液晶层和像素电路组成。

透明导电层起到控制像素点亮度的作用,液晶层负责调节像素的透明度,像素电路则负责控制液晶的偏振状态。

像素结构设计需要考虑像素点的大小、形状和排布等因素,并保证像素之间的间距足够小,以避免显示图像失真。

其次是矩阵驱动电路设计。

矩阵驱动电路是控制像素点亮度和颜色的关键。

它采用行列扫描的方式,通过逐行、逐列地刷新像素,将电信号转换为液晶的偏振状态。

矩阵驱动电路主要由行驱动电路和列驱动电路组成,它们分别控制液晶的行和列,使其呈现出不同的亮度和颜色。

行驱动电路设计需要考虑驱动电压和扫描速度等因素,以确保像素能够按时刷新。

列驱动电路则负责将外部信号转换为适合液晶的信号,以控制像素的亮度和颜色。

背光源驱动电路设计是TFT-LCD显示屏设计中的另一个重要部分。

背光源驱动电路主要负责控制显示屏的亮度和对比度。

常见的背光源驱动电路有LED背光源驱动电路和CCFL背光源驱动电路。

LED背光源驱动电路可以提供更高的亮度和更长的寿命,但成本较高。

CCFL背光源驱动电路成本较低,但亮度和寿命相对较低。

最后,TFT-LCD显示屏的设计还需要考虑显示控制器和数据接口的设计。

显示控制器负责接收和处理外部信号,并将其转换为适合显示屏的信号。

以嵌入式8051 IP核为时序控制核心的TFT-LCD实时显示控制器


rz d LC ds lyn e ie 。 a TF IC ra—i e ds ly c n r l r i e in d i h s ie D ip a ig d vc s T— D e l m ipa o to l s d sg e n t i t e p pr a e .Th o to lra o t PGA h p si a d r o e ec n r l d p sF e c isa t h r waec r ,wh c sap o u tXC3 4 0 s ih i r d c S0 o l xC r o a in,a d e b d e 0 I o ei u e sist o to e n 1 n e n l fXi n o p r to i n m e d d8 5 P c r s s da i c n r l r e.I tr a 1 t me k b o k RAM eo r eO P lc r s u c fF GA n r d c dt iil o fg r h e r d lsn e e i ito u e o i t l c n iu et em mo ymo ue e d d s n ay

要: 针对便携式仪 器仪表对彩屏液晶显示器件依赖性逐渐增强 的现状 , 设计并研制 了以 Xin l x公 司生产 i
的 型 号 为 X 3 4 0的 F GA 芯片 为 硬 件 核 心 , C S0 P 以嵌 入 式 8 5 P核 为 时 序 控 制 核 心 的 T T L D实 时 显示 控 0 1I F -C
以嵌 入 式 8 5 P核 为时 序 控 制 核 心 的 0 1I T T L D实时 显 示 控 制 器 F —C
丁 昊, 宋 杰 , 关 键
( 海军航空工程学 院 信息融合技术研究所 ,山东 烟台 2 4 0 ,- i a3 3 @tn o 6 0 1 Ema :ho 4 1 o%cm) l
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c t ui.The tdic s st e i n c nsd r to ft o to ic i ncu i g p we u pl n i s use hed sg o i e a inso hec n r lcr u ti l d n o rs p y,Atls ,i r p s a t tp o o —
器 件也 是 在 两 块 玻 璃 之 间 封 入 液 晶 , 且 是 普 通 并 T 型 工作方 式 。但是 玻 璃 基 板则 与普 通 液 晶显 示 N
器 不 一样 , 在下 基板要 光 刻 出行 扫描线 和 列寻址 线 , 构 成 一个矩 阵 , 在其 交 点上制 作 出 TF T有 源器 件 和 像 素 电极 , 图 2所 示 。 同一 行 中与 各 像 素 串联 的 如 场效 应管 ( E 的栅极 是 连在 一 起 的 , 行 电极 x F T) 故
摘 要 : 文 意 在设 计 能 与 广 泛 T T L D显 示器 进 行 无缝 连 接 的 接 口控 制 电 路 I 。论 文 首 先 论 述 了 TF - C 彩 屏 显 示 本 F -C P TL D 驱 动 知 识 和 控 制 原 理 , 着 讨 论 了控 制 电路 和 电 源 电 路 的 设计 思 路 , 后 提 出 了如 何 通 过 F G 进 行 原 型 验 证 和 调 试 。这 块 接 最 PA 控 制 电路 I 植 入 各种 多媒 体 处 理 器 的 S C 中。 P可 O 关键词 :F -C T T L D;I 制 电路 ; 源 电 路 ; P A 验 证 P控 电 FG
e e u g n n e t gm e h s g F GA .Th s n r l ic i I s ee e d d t n i d f sad b g i g a d t si t o u i P n d n i c to r u t P c n b mb d e o ma y k n so l — o c mu t i
me a S 3p o e s r a hu wn e r eo a tc la d r s a c n a u . di Ot r c s o nd t so sa d g e fpr c ia n e e r hi g v l e
Ke r s y wo d :TF L D ;I T— C P;C n r l ic i;Po rcr u t o to r u t c we ic i;FP GA e i c t n vri i f a o
同一般 液 晶显示 器 件 类 似 ,.i T液 晶显 示 as TF
制器 以主机送 来 的垂 直 同步 信 号 ( y ) 水 平 同 步 Vsn 、
信 号( y )数 据传 输时 钟 ( C 以及允 许 数 据 传 Hsn 、 D K)
输信 号 ( NB) 基 础 , 生 各 种 控 制 信 号 。 灰 度 DE 为 产
中 图分 类 号 :NI 1 T 4 文献标识码 : A 文 章 编 号 :0 2 9 5 20 )5—0 5 10 —8 3 (0 6 0 0 8一O 4
TF — C T L D的驱 动 系统有 模拟 和数 字两 种 , 两者 最大 的 区别 在 于其 数 据 驱 动 器 是模 拟还 是 数 字 , 并 没有 本质 区别 。图 1表 示 了数 字 驱 动 系统 的框 图。 从计算 机等 主 机 送来 的 图像 数 据 输 入 控 制 器 ASC I ( p lai pc i I , 传 输到数 据 驱 动器 。控 A pi t nS eic C)并 c o f
XI i a E L — n,LI Ta ,JAO e g co y N o I M n -a
( L II s t t ,T n j U ies y,S a g a 0 0 2 , ) V S n t ue o g i n vri i t h n h i2 0 9 ,c I

电源模 块产 生数 据 驱 动 器 需 要 的 基 准 电压 , 栅极 电
源模 块 产生栅 极驱 动器 的输 入 电压 。 T 卜L D属 于液 晶 显 示 种类 中 的三 端 有 源 器 C 件 。三端有 源 器 件有 很 多 品种 , 真 正被 应 用 的 是 但
aS F L D 和 PS T 两 种 , —i T.C — i T TF 它们 都 是 基 于 场 效 应管 工作 原理 。这 里着 重讲 解 aS F —i T。 T
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工 艺 与 应 用 ・
பைடு நூலகம்
T TL D控 制 电路 I F .C P设 计
谢 丽 燕 ,林 涛 ,焦 孟草
209 ) 0 0 2 ( 同济 大 学 超 大 规 模 集 成 电路 研 究 所 , 海 上
De i n f t sg o he TFT- LCD nt o r u tI Co r lCic i P
Ab t a t Th swo k am s t e i n a n e f c o to P wh c a e s a e sy c n e t d t a i u sr c : i r i o d sg n i t ra e c n r lI ih c n b e mls l o n c e o v r s o k n so T— CD ip a s i d fTF L d s l y .Th a e isl t o u e eb sct e r ft e TF L ep p rf t i r d c st a i h o y o h T— CD t ra ec n r l i— r y n h i e f c to r n o c
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