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基于PXA27x处理器的智能手机LCD驱动电路设计

海威讯科技公司 马涛?? 2011年01月10日 ?? 收藏0

  液晶屏设计的好坏直接关系到智能手机的整体性能表现,然而液晶显示屏种类繁多,工程师需要针对各种显示屏的时序匹配、电源要求以及控制器的不同特点进行设计。本文介绍了PXA27x内部集成LCD控制器的特点、驱动实现方法以及相关的电源设计,并提出了电磁兼容设计建议。

  全球智能手机市场正处于高速增长时期,市场研究公司Gartner预测,随着掌上电脑需求的下降,全球智能手机销售量2004年将增长到1400万部,增长率达140%,预期到2007年将大幅成长至4500万。面对日益成长的智能手机市场,各家芯片厂商都相继推出具有各自特色的芯片方案:如 Freescale公司的i.MX21处理器嵌入了多媒体加速技术,支持MPEG4和H.263;Intel PXA27x Bulverde处理器内嵌MMX技术和SpeedStep省电技术,支持MPEG4、MP3解码和400万像素的摄像。多媒体应用也成为下一代手机一大亮点,在手机上看电影、看电视、玩游戏等是下一代手机的发展趋势。

  Intel PXA27x是一款具有较好多媒体应用效果的处理器,利用该处理器甚至可以令最终用户获得在移动通讯设备上的3D游戏体验。堪称智能手机眼睛的LCD屏设计效果的好坏,无疑成为消费者选择的最重要的因素之一。下面详细介绍一下基于PXA27x 处理器的智能手机中LCD的设计与实现。

硬件设计

  LCD屏设计

  基于PXA27x 处理器的LCD硬件设计电路如图所示,主要由三部分组成:LCD控制器、时序 IC LZ9FC22和液晶显示屏LCD。

  PXA27X处理器内部集成了LCD控制器,支持多种LCD屏,代表性的如双扫描无源阵列显示器(DSTN-LCD)和薄膜晶体管有源阵列显示器(TFT-LCD)。主要性能有:支持单或双扫描显示模式,内嵌帧缓存,最多支持8位无源双扫描显示模式,支持最多18位像素的无内嵌帧缓存的单屏显示面板,支持最多24位像素的有内嵌帧缓存的单屏显示面板。

  该控制器有三种显示类型:

无源彩色模式,支持16777216 (24位) 种彩色;
有源彩色模式,支持16777216(24位)种彩色;
无源黑白模式,支持256(8位)级灰度。

  LCD控制器支持高达800×600像素的显示屏。然而在帧存储器中,由于存储器的总线宽度、像素编码数据的大小限制了能驱动的显示屏幕大小。

  帧和调色板的数据可存储在内嵌的SRAM或者外部存储器中,LCD的DMA控制器一共有7个DMA通道,通过0-4这5个DMA通道可将帧和调色板的数据装入16×64位的输入FIFO(先入先出)中。通过内部系统总线,利用DMA通道5可将放在外部帧存储器或者内嵌SRAM中的像素编码数据存储到相关的16×64位输入FIFO。LCD控制器将其用作指针去索引一个4×24位宽的小调色板,并得到24位的像素彩色。DMA通道6用来传输命令数据,将存放在外部存储器或者LCD 面板内部SRAM的帧头部的命令数据,传输并存储在4×52位命令FIFO中。

  根据所要连接的不同显示屏类型,可将LCD控制器编程为相对应工作模式:当接黑白屏时,可配置成4、8位模式;接无源彩屏有8位和16位的工作模式;接有源彩屏时,控制器则可配置成12、16和18位的工作模式。

  我们的LCD屏设计方案中选取了有源彩色模式,采用夏普公司的3.5寸TFT有源彩色液晶显示器LQ035Q7DB02,采用16位工作模式,即RGB565。由于手持设备的液晶显示屏种类繁多,各厂家的标准不一致使PXA27X的LCD控制器与夏普3.5寸屏在数据格式及显示时序上无法匹配。因此,需要选用一种时序控制IC或者用CPLD,对不同数据格式的数据接口进行映射。这里,我们时序控制IC采用LZ9FC22。

  PXA27X LCD控制器由以下引脚组成:

LDD[15~0]:16位数据线,R、G、B色度信号的数据线分别为5位、5位和6位;
L_PCLK:点时钟(Pixel cLOCk),用于把每一点的数据送入移位寄存器,该时钟最大可达52MHz; L_LCLK:行时钟,用于指示一行数据由移位寄存器到显示驱动芯片传输完毕,并使行指针加1。在16位TFT方式下就是水平同步信号; L_FCLK:帧时钟,用于指示一帧图像的开始,同时把行指针置于显示屏的第一行。在16位TFT方式下就是垂直同步信号;
L_BIAS:在16位TFT方式下,输出允许信号,用于指示数据信号在时钟信号的同步下锁存到引脚。


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智能手机? LCD驱动电路?

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