当前位置：文档库 › 基于FPGA的CPU转RGB时序模块

基于FPGA的CPU转RGB时序模块

本世纪是一个多媒体的信息化时代。人们对信息的要求已不再局限于简单的文字或语音，而是丰富多彩的视频、音频、图片。随着人们对视频、图像信息的高品质追求，对视频及图片信息再现终端（显示屏）提出了更高要求。这里局限于手机显示屏来看人们对显示屏分辨率要求的不断提升。试看从当初的QQVGA 分辨率显示屏到现在的FHD全高清分辨率显示屏，对我们的研发和生产电测提出了更高的要求。

一般QHD分辨率及以上显示屏多会采用RGB或MIPI Video Mode接口来驱动显示。市面上常用的电测方案是：用三星的2410或2440芯片自带的LCD控制器来直接驱动RGB接口显示屏；用三星的2410或2440芯片自带的LCD控制器加上RGB时序转MIPI Video Mode 时序的桥接IC（如：SSD2825、SSD2828、TC358768）来驱动MIPI Video Mode接口显示屏。这些方案都有其局限性而无法满足测试要求。其局限性主要表现在如下两个方面：第一、2410或2440的LCD 控制器最多支持X坐标2048、Y坐标1024分辨率的显示屏，而手机显示屏HD 分辨率及以上的Y坐标分辨率已大于1024，使得此方案无法满足测试要求；第

二、2410或2440的LCD控制器的PCLK（像素点时钟）频率较低，无法满足HD分辨率及以上显示屏对帧频的需求。基于FPGA的CPU转RGB时序模块能很好的解决以上两方面局限，且简单方便。

什么是FPGA？FPGA是Filed Programmable Gate Array的缩写，即现场可编程门阵列。FPGA是在CPLD基础上发展起来的新型高性能可编程逻辑器件它一般采用SRAM工艺，也有一些专用器件采用Flash工艺或反熔丝（Anti_Fuse）工艺等。FPGA的集成度很高，其器件密度从数万系统门到数千万系统门不等，可以完成极其复杂的时序与组合逻辑电路功能，适用于高速、高密度的高端数字逻辑电路设计领域。FPGA的基本组成部分有可编程输入\输出单元、基本可编程逻辑单元、嵌入式块RAM、丰富的布线资源、底层嵌入功能单元、内嵌专用内核等。FPGA的主要供应商有Xilinx、Altera、Lattice、Actel和Atmel等。

基于FPGA的CPU转RGB时序模块，采用Altera公司的Cyclone II系列中的EP2C8Q208C8N器件为核心来设计。其完成的主要功能就是异步的CPU时序到同步的RGB时序的转换；其技术指标要求PCLK（像素时钟）频率到达100MHz，支持24位色FHD分辨率手机显示屏。

为什么要设计将普通的异步CPU时序转换成满足帧频的高分辨率RGB时序的固定功能模块呢？其原因是：第一、市面上的8051、ARM7、ARM9、Cortek 等内核的低成本MCU芯片资源很多，易购买，也不会增加太多成本；第二、对于功能或软件流程上的处理MCU比FPGA更加灵活，更加容易实现；第三、MCU采用的ADS、Keil等编译器的编译效率比FPGA厂商，如Altera公司的Nios II IDE要高得多，更适合于要频繁调试初始化代码的手机屏的测试；第四，做成固定功能模块，对于不了解FPGA的工程师来说，降低了学习使用的门槛。工程师只要懂得用MCU来控制这个固定功能模块即可。

基于FPGA的CPU转RGB时序模块由FPGA芯片、SRAM芯片、有源晶振三个主要部件组成，用MCU控制其按要求工作。

FPGA内部按四个功能模块进行逻辑设计，分别是相关控制寄存器、时钟管理模块、RGB时序模块、SRAM控制模块。

相关控制寄存器主要用来控制模块的工作状态，总共由10个寄存器组成，分别是0Xb0、0xB1、0xB2、0xB3、0xB4、0xB5、0xB6、0xB7、0x2C、0xE0。其作用如下：

0xb0: