基于Actel FPGA的TFT控制器技术方案设计

在1970年，Fergason制造了第一台具有实用性的LCD，从此之后，用户产品的界面发生了巨大改变，变得更加的美观、实用，在一定场合下逐渐取代传统的数码管、LED的显示。TFT诞生于80年代末，在1995年之后被广泛的应用，现在TFT的价格更是日趋下降，应用范围出现了前所未有的变化，可以适用于医疗、电梯、数控机床、汽车电子、消费类电子等行业。

　　TFT虽然显示效果极佳，具有16位、24位等，但是控制时序相对复杂，因此应运而生了TFT的控制器，而带有控制器的TFT显示屏价格昂贵，大多数用户选择自己制作TFT控制器的方案，广州周立功公司基于Actel FPGA的制作了多种TFT控制器解决方案，可以实现低成本、高性能、高可靠性等特点。
 
 

方案简介
　　TFT控制器的实现主要有专用芯片、自带控制器的MCU以及FPGA来实现，鉴于FPGA的实现灵活性、低成本以及高可靠性的特点，越来越被大家所接受，并且广泛的应用，特别是广州周立功公司推出的电梯外呼板的解决方案更是得到了众多用户的认可。
　　而对于原来系统中已经带有MCU，又不想替换MCU的平台的用户，可以采用FPGA+SRAM或FPGA+SDRAM的方式实现TFT的显示。广州周立功公司根据不同用户需要，设计研发了多种TFT控制器的方案，在低成本和高性能方面可以权衡选择其一来实现。能够实现1024×768以及以下分辨率的TFT液晶驱动显示，不仅能够实现定点更新、区域更新、多图层的功能，而且配合提供的MCU GUI库，实现画点、画线、画圆等功能。

基于Actel FPGA的TFT控制器方案
　　方案一：低成本、多功能、低分辨率显示方案
　　该方案采用性价比最高的A3P030和SRAM来实现，不仅成本低，而且灵活性非常大，实现的功能丰富，由于采用性价比较高的SRAM，容量有限，适合于低分辨率的TFT屏显示。
 

功能特点：
　　1、采用Actel小容量的A3P030以及SRAM(IS61LV25616AL)来实现，具有成本低的特点
　　2、接口非常灵活，根据不同的需要可以定制Intel并行总线接口、SPI接口等
　　3、并行总线接口的速度最高可达25MHz左右，相当于480×272分辨率的TFT在1秒钟内可以更新191副图片；SPI的时钟速度同样可以达到25MHz以上的速度
　　4、支持双缓存的操作，两个缓存都可进行读写的操作
　　5、支持双缓存间数据拷贝功能，两缓存间可以进行DMA的数据拷贝
　　6、支持定点和区域更新内容
　　7、支持16位色480×272以及以下分辨率的TFT显示屏，刷新率在60Hz以上
　　8、支持前景色和背景色设置的功能
　　9、显示数据来源于MCU，数据可以存放于外部的串行或并行的Flash，可以存放图片、汉字库等，容量大小由用户自行控制
　　10、配套提供的MCU GUI库可以实现画点、画线、画圆、画矩形等功能

　　方案二：低成本、高性能、高分辨率显示方案

　　该方案采用A3P060和SDRAM的方式实现，同样成本低，由于A3060资源较为丰富，并且内部带有PLL，所以可以实现高分率的TFT显示，最高可达1024×768。

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功能特点：
　　1、采用Actel中等容量的A3P060以及SDRAM(IS42S16400F)来实现，同样具有成本低的特点
　　2、接口灵活，根据不同的需要可以定制Intel并行总线接口或SPI接口等
　　3、并行总线接口的速度最高可达50MHz左右，相当于800×600分辨率的TFT在1秒钟内可以更新100副图片
　　4、支持双缓存的操作，两个缓存都可进行读写的操作
　　5、支持定点和区域更新内容
　　6、支持16位色1024×768以及以下分辨率的TFT显示屏，刷新率在60Hz以上
　　7、显示数据来源于MCU，数据可以存放于外部的串行或并行的Flash，可以存放图片、汉字库等，容量大小由用户自行控制
　　8、配套提供的MCU GUI库可以实现画点、画线、画圆、画矩形等功能

　　方案三：高性能、低分辨率显示方案

　　该方案采用A3P060和SRAM的方式实现，并将串行Flash由FPGA来控制，由于A3P060资源较为丰富，可以实现较高的图片显示速度，并且降低了MCU的负担。

功能特点：
　　1、采用Actel中等容量的A3P060以及SRAM(IS61LV25616AL)来实现，成本较低，略高于前两者的方案
　　2、接口灵活，根据不同的需要可以定制8位Intel并行总线接口或SPI接口等
　　3、TFT的显示数据通过FPGA从串行Flash读取，MCU负责发送图片显示的命令，大大减轻了MCU的负担，以至于可以通过普通的8位MCU即可实现TFT的控制显示，1秒钟内可以更新30副320×240分辨率的图片
　　4、支持定点和区域更新内容
　　5、支持16位色480×272以及以下分辨率的TFT显示屏
　　6、串行Flash最高支持128Mbit的，可以存放61幅480*272的图片
　　7、配套提供的MCU GUI库可以实现画点、画线、画圆、画矩形等功能