探析一种多功能lcd控制器的研究、设计与优化

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1、上海交通大学硕士学位论文一种多功能LCD控制器的研究、设计与优化姓名：余宙申请学位级别：硕士专业：计算机系统结构指导教师：付宇卓20070101上海交通大学硕士学位论文一种多功能LCD控制器的研究，设计与优化摘要随着各种液晶显示屏不断普及，多功能、可配置的液晶显示控制器成为了发展的热点。本文结合作者所参加的产品开发项目，基于一款主要应用于手持设备的SoC(SystemonChip)芯片，完成了一种多功能可灵活配置的液晶显示控制器的设计。在论文中，根据本系统应用中的LCD控制器所满足的功能，以自顶向下的设

2、计方法对其进行了模块划分。在接下来的详细设计中，本文主要做了以下的工作：(1)完成LCD模块的各种接口设计，包括寄存器读写，AMBAAHB总线，与LCD屏的接口，使之更好的与外界交互。(2)硬件实现、优化多种数字图像处理方法，包括：a)采用优化的分布式算法实现色彩空间转换，利用4-2压缩结构等方法，更好更快的流水完成了YVU和RGB空间之间的相互转换。b)分析比较了各种图像缩放算法，提出一种单行扫描单线形插值的优化算法，在保证画面质量的前提下，简化了运算，节省了大量的面积。同时针对放大过程中许多冗余行的

3、情况，加入了重复行的缓存进行优化，很大程度上提高了速度，降低了其对带宽的占用，以上结论都得到了多个角度的评估、比较、验证。c)深入研究了帧率控制的原理，提出了一种对称的不定长系数序列来实现亮度的占空比。新的系数占用了最少的寄存器，并有更好的直线拟合度。同时改善空间扩展FRC算法，降低了闪动噪声。(3)系统级分析了模块中各图层、颜色分量的专有DMA通道对总线的占用情况，根据比较结果合理制定了其体系架构，通道优先级，FIFO深度等因素，使其更稳定的运行于大数据量传输的环境中。在完成该IP的设计后，又利用自动

4、测试平台编写测试程序对其进行仿真，最后还在FPGA环境下进行了验证。结果表明，该LCD控制器满足了设计要求。该研究成果将对进一步开发类似的LCD显示控制器产品打下良好的基础，有助于推动液晶产品的广泛应用。关键词：液晶屏控制，色域转换，图像缩放，帧频控制,直接存储访问IV上海交通大学硕士学位论文RESEARCH,DESIGNANDIMPROVEMENTOFAMULTIFUNCTIONALLCDCONTROLLERABSTRACTWithpopularationofvarietyLiquidCrystalD

5、isplay(LCD),multifunctional,configurableLCDcontrollerwouldtobethedevelopmentfocusinthefuture.Associatingwiththeprojectthattheauthorparticipatedin,atypeofflexibleconfigurableLCDcontrollerwasdesignedinthethesisbasedonaSoC(SystemonChip)chipmainlyusedinporta

6、bledevice.AccordingtotheLCDcontroller'smainfunctioninthesystem,thethesispartitionthetopmoduleby"fromtoptobottom"method.Thefollowingisthemainlyworkindetaileddesign:(1)Finishedseveralinterfacesdesign,includingregisterread-writeinterface,AMBAAHBbusinterface

7、,LCDpanelinterface,whichmakesitbettertocommunicatewithexternal.(2)Improvedseveraldigitalimageprocessingimplemationbyhardware,including:a)Realizedthecolorspaceconversionbasedondistributionalgorithmbytheimprovementarchitecture,whichpipeliningconvertsthedat

8、abetweenYUVandRGBspacebetterandfasterbyusingthe4-2compressor,andetc.b)Analyzedandcomparedvarietyofimagescalingmethods.Proposedaonelinescanlinearinterpolationalgorithmwhichmakethecomputesimplyanddecreasetheareaconsumption,a