人机界面控制器ip核的设计与实现

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1、哈尔滨理工大学硕士学位论文人机界面控制器IP核的设计与实现姓名：张玉芬申请学位级别：硕士专业：计算机应用技术指导教师：何云斌20090301哈尔滨理工人学T学硕一I二学位论文人机界面控制器IP核的设计与实现摘要目前，组成人机界面的大多数外围器件都是单独控制的，还有一部分是集成了简单的输入和输出器件控制的专用芯片。这些外围器件集成到应用系统所需I／O口资源比较多，功耗大，成本高，所占PCB面积大，而且在器件数量和类型上不具有可配置和可裁减性，灵活性比较差。本文结合可复用IP设计理念和FPGA技术特点，设计并实现了基于Avalon总线的能完成硬件可配置和可裁减的人机界面控制器IP软核。

2、完成了VFD荧光管位数、键盘按键个数以及LCD液晶屏大小、类型(STN／TFT)可配置的控制，并带有独立的帧存储控制器。在深入分析各器件控制原理的基础上，划分模块如下：总线接口从模块、帧存储器接口模块、图像数据处理模块、人机界面显示接口模块。该IP核最重要的是实现了硬件的可配置和可裁减，其中对不同类型液晶屏的图像数据处理是最复杂的部分，涉及到显示数据按颜色深度分组，访问颜色查找表及帧频控制和显示数据重组。在帧频控制中采用一种对称且不定长的灰度编码系数，以更好的防止闪烁和节省寄存器的使用。为了达到高速多数据缓存的目的，开发了多端口帧存储控制器。最后，对IP核进行了功能验证，并且应用到

3、钢铁材质分选仪系统中，进行输入输出器件的协作测试。结果表明，该IP核能够满足可配置、可裁减的要求，具有很大的应用价值。关键词人机界面知识产权核；Avalon总线；可配置；帧频控制；多端口帧存储控制器哈尔滨理丁人学T学顾}：学位论文DesignandImplementationofMan-machineInterfaceControllerIPCoreAbstractAtpresent，themajorityofman—machineinterfaceperipheraldevicesareseparatlycontrolled，andthereisapartofdedicatedc

4、hipswhichintegratetheeasycontrolofinputandoutputdevices．Tointegratetheseexternaldevicestotheapplicationsystem，therearelotsofI／Oportresources，muchpowerconsumption，higllcostandlargePCBarea，besidesthequantityandtypeofdevicescan’tbeconfiguredandtrimmed，SOtheflexibilityisrelativelypoor．Thethesisdes

5、ignesandimplementstheman—machineinterfacecontrollerIPsoftcorewhichisbasedontheavalonbusandcanbehardwareconfiguredandtrimed，usingtheconceptofreusableIPdesignandthetechnicalcharacteristicsofFPGA．ThisIPcoreaccomplishestheconfiguredcontrolofthedigitofVFDfluorescenttube，thenumberofkeyboardkeys，thes

6、izeandtypeofLCD(STN／TFT)，moreover,ithasanindependentframestoragecontrollers．Onthebasisofdeepanalysisofthevariousdevices’controltheory,theIPcoreisdividedintomodulesasfollows：thebusslave，framememory,imagedataprocessing，andman—machineinterfacedisplay．ThemostimportantpartofthisIPcoreishardwareconf

7、iguredandtrimmed，andtheLCDimagedataprocessingofdifferenttypesisthemostcomplextreatment，involvingdisplaydatagroupedbycolordepth，colorlookuptablevisited，frameratecontrolledanddisplaydatareorganized．Theframeratecontrolusesasortofsymmetrica