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1、《自动化技术与应用》2005年第24卷第4期计算机应用ComputerApplication基于Nios嵌入式软核处理器的液晶显示屏控制占 荣,康 勇(华中科技大学电气学院应电系,湖北 武汉 430074)摘要:Altera公司的Nios嵌入式软核处理器以其成本低廉,设计灵活等特点,在嵌入式应用领域得到了广泛的应用,同时LCD也越来越多地在各种仪器仪表和测控系统中作为人机界面和显示模块。本文提出了一种基于Nios嵌入式软核处理器的液晶显示屏的软、硬件设计方案,介绍了对该液晶屏进行控制的硬件接口电路以及软件编写
2、流程,并给出了相应程序。关键词:FPGA;Nios;LCD;嵌入式处理器中图分类号:TP311152 文献标识码:B 文章编号:100327241(2005)0420052204ATechnologyofLCDDisplayBasedonEmbeddedProcessorNiosZHANRong,KANGYong(HuazhongUniversityofScienceandTechnology,Wuhan430074,China)Abstract:TheEmbeddedProcessorNiosproduct
3、edbyAlteraCorparewidelyusedinthefieldofEmbeddedapplication.ThepaperpresentsadesignproposalfortheLCDcontrolbasedonEmbeddedProcessorNios.Thehardwareinterfaceandtheflowchartofsoftwarewithrelevantpro2gramsareintroduced.Keywords:FPGA;Nios;LCD;Embeddedprocessor1
4、引言Nios是Altera公司推出的嵌入在其FPGA内部的软核处理器,它的可配置程度很高,可以将外部存储器(包括ROM,RAM),液晶随着微电子技术的发展和半导体制造工艺的提高,工业生显示屏,以太网控制器,CDR驱动器,USB接口甚至红外适配器产、家用电器中的监测控制、信号处理等集成电路设计已经进入等外部设备连接在一起,协调它们之间的多机协同和数据共享,了片上系统(SystemOnChip)时代。在传统的集成电路设计中,必要的时候还可以在Nios核中加入实时操作系统,来实现对多需要考虑大量的外围电路,而且由于
5、PCB板中的IC芯片之间的任务的调度。而且Nios价格便宜,设计灵活,因此正在获得越连线延时,以及本身的体积和重量等因素的限制,整机系统的性来越广泛的使用,目前已经在蓝牙-以太网接入,远程信号采集能受到了很大的制约。FPGA可以把整个数字系统集成在一个[1][2]等方面得到了应用。芯片上,功能密度高、体积小、功耗低、可靠性高,因此获得了广本文以LCD控制为例,来研究Nios是怎样实现对外设进行泛的应用。而且同ASIC相比,FPGA成本低廉,设计灵活,成为控制的。液晶显示屏以其显示直观,设计灵活的特点被用作各了
6、集成电路设计的发展趋势。种便携式系统的前端,将Nios技术与液晶屏结合,在实现对LCD但是对于复杂的系统,比如有很多种状态机,或者有很多外控制的同时,还可以在芯片上实现其它的系统功能,体积更小,设的系统,纯粹用基于硬件的FPGA来实现还是比较困难的,因更适合便携式系统的要求,而且使得设计具有较强的伸缩性。此通常是把一个微处理器嵌入到FPGA芯片中,用来控制各种状态的切换、协调各个外设之间的同步以及实现对任务的调度。2Nios嵌入式软核处理器收稿日期:2004-11-03Nios处理器是Altera公司推出的一
7、个32/16位精简指令集52
8、TechniquesofAutomation&Applications计算机应用《自动化技术与应用》2005年第24卷第4期ComputerApplication处理器软核,它是用户可配置的通用RISC嵌入式处理器,同时外部存储器,利用Ext-Shared-Bus的数据和地址总线对其进行控也是一个非常灵活和强大的处理器。在Altera公司提供的SOPC制;第二种是把LCD接口当作普通的外部设备PIO进行操作,软件中加载Nios核和相应的外围接口以及与定义相应的自定LCD的数据以及
9、读、写使能,片选信号等都包括在PIO总线内。义指令,然后对设计进行综合,下载到FPGA中就可以方便地设一般来说,对于不太复杂的系统,把外部设备看作是普通PIO是计一个具有特定功能的嵌入式处理器。比较简便的方法,所以这里我们采用第二种方案。NIOS和LCD[4]如图1所示是一个典型的Nios系统,它的主要端口包括全模块的接口电路如图2所示。局输入时钟,复位信号,外部设备片选信号,读使能,写使能,数表1
