嵌入式平臺的vga接口設(shè)計(jì)

ARMARMVGA大多數(shù)嵌入式產(chǎn)品的顯示終端都選擇LCD，但在某些需要大屏幕顯示的應(yīng)用中，工業(yè)級LCD的價(jià)格比較昂貴，且現(xiàn)有的大屏幕顯示器(包括CRT顯示器和LCD顯示器)一般都采用統(tǒng)一的15針VGA顯示接口。三星公司ARM9S3C2410以其強(qiáng)大的功能和高性價(jià)比在目前嵌入式產(chǎn)品中得到廣泛的應(yīng)用。筆者在開發(fā)基于ARM嵌入式平臺的血液流變測試儀的

D／A轉(zhuǎn)換ADV7120，將S3C2410自帶的LCD掃描式接口轉(zhuǎn)換為VGA接口，之能夠驅(qū)動(dòng)VGAVGA接口介DVI(DigitalVisualInterface)。由于數(shù)字接口的標(biāo)準(zhǔn)還未統(tǒng)一，廠商支持各自的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致數(shù)字接口的標(biāo)準(zhǔn)遲遲未定。VGA

VGA15針VGA接口信號定義如表1所列。除了2NC信號、3根顯示數(shù)據(jù)總線和5GND信號，比較重要的信號是3個(gè)RGB彩色分量信號和2個(gè)掃描同步信號HSYNC和VSYNC。VGA接口中彩色分量采用RS343電平標(biāo)準(zhǔn)。RS343電1V4個(gè)電平范圍是：白電平--+0.714V；黑電平--+0.054V；消隱電平--0V；同步電平---0.286VS3C2410LCD控制器簡三星公司的ARM9S3C2410功能強(qiáng)大，性價(jià)比高，在目前的嵌入式產(chǎn)品中得到了廣泛的應(yīng)用。S3C2410帶VFRAME／VSYNC--LCD控制器和LCD驅(qū)動(dòng)器之間的幀同步信號。該信號告訴LCD屏新一幀開始了。LCD控制器在一幀顯示完成后立即插入一個(gè)VFRAME信號，開始新一幀的顯示。VLINE／HSYNC--LCD控制器和LCD驅(qū)動(dòng)器之間的行同步脈沖信號。該信號用于LCD驅(qū)動(dòng)器將水平線(行)移位寄存器的內(nèi)容傳送給LCD屏顯示。LCDLCD驅(qū)動(dòng)器后，插入一個(gè)VLINE信號。VCLK--LCD控制器和LCD驅(qū)動(dòng)器之間的像素時(shí)鐘信號。LCD控制在VCLK的上升沿處送出數(shù)據(jù)，LCDVM／VDEN--LCD驅(qū)動(dòng)器的AC信號。VM信號被LCDVMVLINES3C2410的LCD控制寄存器主要有：LCDCON1寄存器、LCDCON2寄存器、LCDCON3寄存器、LCDCON4寄存器、LCDCON5設(shè)備的具體信息正確設(shè)置這些寄存器才能使S3C2410正?？刂乞?qū)動(dòng)不同的顯示屏。S3C2410的LCDREGBANK(控制寄存器組)、LCDCD-MA(DMA)、VIDPCS(信號處理單元)、LPC3600和TIMEGEN(時(shí)序信號產(chǎn)生單元)組成，如圖1所示。其中REGBANK包含17個(gè)可編程寄存器和幾個(gè)256×16的調(diào)色板器，用來配置LCD控制器并設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)；而LCDCDMA提供了信號的快速傳輸通道，自動(dòng)通過系統(tǒng)總線從系統(tǒng)幀緩存中取出數(shù)據(jù)并傳輸?shù)叫盘柼幚韱卧?；VIDPCS將專用DMA中取出的信號整形并提高驅(qū)動(dòng)能力等處理后，輸出到外部數(shù)據(jù)端口VD[23：0]；TIMEGEN和LPC3600負(fù)責(zé)產(chǎn)生LCD所需要的控制時(shí)序。VGA接口設(shè)利用高性能D／A轉(zhuǎn)換ADV7120將S3C24l0自帶的LCD掃描式接口轉(zhuǎn)換為VGA接口，然后用帶有ADV7120是ADI公司生產(chǎn)的高速數(shù)模轉(zhuǎn)換，其像素掃描時(shí)鐘頻率有30MHz、50MHz、80MHz三個(gè)等級。ADV7120在單上集成了3個(gè)獨(dú)立的8位高速D／A轉(zhuǎn)換器，可以分別處理紅、綠、藍(lán)數(shù)據(jù)，特別適用于高分辨率模擬接口的顯示終端和要求高速D／A轉(zhuǎn)換的應(yīng)用系統(tǒng)。ADV7120的輸入及控制信號非常簡單：3組8位的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸入端，分別對應(yīng)RGB數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)輸入端采用標(biāo)準(zhǔn)TTL電平接口；4條控制信號線包括復(fù)合同步信號SYNC、消隱信號BLANK、白電平參考信號REFWHITE和像CLOCK1.23V14RGB信號采用高阻電流源輸出方式，可以直接驅(qū)動(dòng)75Ω同軸傳輸線；同步參考電流輸出信號Isync用來在綠模擬信號中編碼VGA接口的同步信號和LCD掃描式接口的同步信號是一致的。利用ADV7120S3C24l0的LCD掃描式接口轉(zhuǎn)換成VGA2所示。S3C2410HSYNCVSYNC直接接到VGA接口，VDEN信號(顯示數(shù)據(jù)有效信號)則被用于控制ADV7120芯片。由于ADV71201.2V

AD589PCBS3C2410相關(guān)寄存器設(shè)640×48060Hz、163所示VGA接口同步信號時(shí)序S3C2410中LCDCON1～LCDCON5CLKVAL：確定VCLK頻率的參數(shù)。為VCLK=HCLK／[(CLKVAL+1)×2]，單位為Hz。筆者所用的硬件系統(tǒng)HCLK=100MHz，640×480的顯示屏需要VCLK=20MHzCLKVAL=1。MMODEVMMMODE=O，為每幀變化模式。PNRMODEPNRMODE=0x3TFTLCD面板掃描模式。BPPMODEBPP(每像素位數(shù))模式。在此選擇BPPMODE=0xCTFT16位模式。ENVIDENVID=1，為允許數(shù)據(jù)輸出和邏輯控制。3，VBPD=t3／t6=1.02mS／31.77μs=32。LINEVAL：確定顯示的垂直方向尺寸。：LINEVAL=YSIZE-1=4793，VFPD=t5／t6=0.35ms／31.77μs=11。t6=0.06ms／31.77μs=2。VBPD=t7×VCLK=1.89μs×25MHz=47HOZAL：確定顯示的水平方向尺寸。HOZAL=XSIZE-1=6393，HFPD=t9×VCLK=0.94μs×25MHz=24。HSPW：確定行同步時(shí)鐘脈沖寬度。描述行同步脈沖寬度時(shí)間內(nèi)VCLK3，HSPW=3.77μs×25BPP24BL：確定顯示數(shù)據(jù)格式。此處設(shè)置BPP24BL=0x0，為小端模式存放。FRM56516FRM565=0x15：6：5格式輸出。INVVCLKVCLK脈沖有效邊沿極性。根據(jù)屏幕信息確定，此處選擇INVVCLK=0xl，VCLK上升沿到來時(shí)數(shù)據(jù)傳INVVLlNEHSYNC3可知，為負(fù)極性，設(shè)置INVVLINE=0x1選擇負(fù)極性脈沖。INVVFRAME：確定VSYNC3可以看出，為負(fù)極性，故設(shè)置INVVFRAME=0x1選擇負(fù)極性脈沖。INVVD：確定數(shù)據(jù)輸出的脈沖極性。根據(jù)屏幕信息確定，此處設(shè)置INVVD=0x0選擇正極性脈沖。INVVDEN：確定VDEN信號極性。根據(jù)屏幕信息確定，此處設(shè)置INVVDEN=0x0為正極性脈沖。INVPWRENPWRENNVPWREN=0x0為正極性脈沖。INVLENDLEND信號極性。根據(jù)屏幕信息確定，此處設(shè)置INVLEND=0x0為正極性脈沖。PWREN：PWRENPWREN=0xlPWREN輸出。BSWP：字節(jié)交換控制位。根據(jù)各自需要設(shè)置，此處設(shè)置BSWP=0x0，字節(jié)交換S3C241024VGA接口，但當(dāng)處理器數(shù)據(jù)總線負(fù)載過大時(shí)，顯示效果就不太理想。具體S3C2410640×480×60Hz×24位(640×48060Hz、24位色彩)模式下的數(shù)據(jù)帶寬為：640×480×60×4／(1024×1024)=70.3MB／s(2432位數(shù)據(jù)量)，這些數(shù)據(jù)都需要利用DMA方式通過系統(tǒng)的數(shù)據(jù)總線從SDRAM中獲得。而S3C2410100MHz的總線頻率下，32位內(nèi)存的峰值帶100×32／8=400MB／s100～200MB／s70.3MB／sS3C2410處理器過于沉重了，顯示器的屏幕經(jīng)常會出現(xiàn)短暫的黑屏。這是因?yàn)橄到y(tǒng)總線太忙，LCD掃描式接口的數(shù)據(jù)跟不上，掃描時(shí)鐘的CRT16640×480×60×2／(1024×1024)=35.2MB／s1660Hz640×480的VGA圖形。16640×40×60Hz顯示，并且如果采用LCD作為顯示界面，DT顯示器不同，LD30Hz的情況下正常顯示。本設(shè)計(jì)對解決基于ARM的嵌入式系統(tǒng)中大屏幕顯示方面的問題有很大的實(shí)用價(jià)值和借鑒意義。自 DVI-DVI8Gbps再發(fā)展成適用于傳輸無壓縮、晰度的信號，近年推出的投影機(jī)、等離子及LCD顯示屏均設(shè)有這個(gè)輸出