基于DSP的彩色TFT-LCD数字图像显示技术研究

　　随着计算机技术的飞速发展，嵌入式图像系统广泛应用于办公设备、制造和流程设计、医疗、监控、卫生设备、交通运输、通信、金融银行系统和各种信息家电中。所谓嵌入式图像系统，是指以图像应用为中心，以计算机技术为基础，软件、硬件可裁减，对功能、可靠性、成本、体积、功耗等严格要求的专用计算机系统。嵌入式图像系统对图像显示技术提出了各种严格要求，必须选择合适的显示器，设计出合理的显示控制方法。

　　系统硬件设计

　　本系统要构建一个嵌入式、高速、低功耗、低成本的图像显示硬件平台，要求能真彩显示静态或动态彩色图像。为达到真彩和无拖影的显示动态图像，同时兼顾低功耗的要求，采用SHARP(夏普)公司的LQ057Q3DC02彩色TFT-LCD作为显示器;为了能达到实时图像处理和显示，DSP TMS320C6711作为主处理器;DSP与TFT-LCD之间的数据接口以及TFT-LCD的驱动控制由CPLD ispMACH4064V和高速大容量FIFO AL422B完成。系统硬件框图如图1所示。

　　图1 系统硬件框图

　　1 TFT-LCD驱动控制硬件设计

　　由图1和图2可知，CPLD驱动控制TFT-LCD显示图像，要产生三个时钟信号：数据移位时钟(CLK)、行同步时钟(Hsync)和帧同步时钟(Vsync)，并通过18位并行数据总线(R0～R5，G0～G5，B0～B5)，与时钟信号同步写入待显示的图像数据(D0～D17)。

　　图2 LQ057Q3DC02内部结构图

　　CPLD驱动控制TFT-LCD的硬件电路如图3所示。

　　2 存储器设计

　　为了尽少占用CPU资源，使CPU有更多的时间进行图像采集和处理，在CPU输出图像到TFT-LCD显示器的过程中间要进行数据缓冲存储。CPU定期将数据高速输出到缓存，显示平台再根据TFT-LCD的驱动时序读出数据进行显示。CPU输出数据的速度大于显示平台的读取速度，对缓存来说是一个高速写入、慢速读出的过程。CPU以40ms为周期定期输出数据，而显示平台是连续不断的读出数据进行显示的，因此缓存的写入和读出过程是并发进行的。

　　图3 CPLD驱动控制TFT-LCD硬件电路图

　　本系统采用AVERLOGIC公司的基于DRAM的大容量FIFO AL422B作为高速缓冲存储器。AL422B工作电压3.3V，可承受5V信号电压，最高访问速度为50MHz，容量为384Kb，而系统要显示的图像每帧有225Kb，因此AL422B可以很好的满足高速、大容量和低成本的系统要求。AL422B没有空、半满和全满等状态标志，这个弱点给系统硬件设计和控制带来一定难度。

　　AL422B是同步FIFO，有读时钟(RCK)和写时钟(WCK)两路时钟信号。AL422B采用DRAM为存储介质，需要定时刷新片内数据。芯片自动选择频率较高的时钟信号作为DRAM的刷新时钟，要求器件工作时至少要有一路时钟信号的频率不能低于1MHz。AL422B的功能框图如图 4所示。