基于S1D13506芯片的圖像控制器的設(shè)計(jì)

圖像控制器采用EPSON公司的S1D13506芯片實(shí)現(xiàn)。S1D13506是EPSON公司推出的彩色LCD／CRT／TV圖像控制器，其主要特性有：

較低的功耗和極低的工作電壓，可以滿足移動(dòng)多媒體、手持設(shè)備的圖像控制；

在16bpp下達(dá)到800×600像素的分辨率；

支持TFTiD－TFT顯示，在18bitTFT下有64K真彩色；

支持NTSC和PAL兩種TV輸出方式；支持位塊傳輸。

SlD13506的內(nèi)部功能如圖1所示，從圖中可以看出，SlD13506的內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要圍繞2D圖像驅(qū)動(dòng)模塊組成，對(duì)上層微處理器有主機(jī)接口模塊負(fù)責(zé)和CPU的接口，同時(shí)有多媒體卡接口負(fù)責(zé)和數(shù)碼相機(jī)的接口。2D模塊對(duì)下層顯示器有兩條通道，一條負(fù)責(zé)和LCD液晶顯示器連接，由LCD管道、LCD發(fā)射器、LCD接口組成，另外一條負(fù)責(zé)和CRT／TV普通顯示器的連接，由CRT／TV管道、CRT／TV發(fā)射器、CRT／TV編碼、合成器以及數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC組成。為了加快圖像處理的速度，2D模塊還帶有MEM控制器，通過該控制器可以外接DRAM，增大顯存空間。

S1D13506和0MAP5912的連接是系統(tǒng)硬件連接的關(guān)鍵，其具體連接如圖2所示。使用OMAP5912的EMIFS接口連接SlD13506。EMIFS是0MAP5912的慢速外部存儲(chǔ)器接口（External Memory Interface Slow），可以方便地和外部FLASH、異步SRAM等設(shè)備連接。本系統(tǒng)的S1D13506模塊傳輸圖像信號(hào)，每秒傳輸24幀800×600像素分辨率的圖像，傳輸速率只需要11.53 Mbit／s，0MAP5912的EMIFS接口適合滿足其速度要求。

圖1 S1D13506內(nèi)部功能框圖

圖2 SlD13506和OMAP5912的硬件連接

SlD13506和OMAP5912的EMIFS連接，S1D13506作為OMAP59l2的外部16位從異步設(shè)各。由于OMAP5912的內(nèi)部數(shù)據(jù)總線寬度為32位，而SlD13506的數(shù)據(jù)總線寬度為16位。為此，OMAP5912只在低16位發(fā)送數(shù)據(jù)。此外，OMAP5912使用通用I／O引腳控制SlD13506的復(fù)位信號(hào)，當(dāng)連續(xù)多次未收到SlD13506的響應(yīng)信號(hào)時(shí)，OMAP5912可以軟仵復(fù)位SlD13506，從而避免通信的死鎖現(xiàn)象。

S1D13506和外擴(kuò)的DRAM以及顯示器的連接如圖3所示。圖中，CLKI為33。333MHz時(shí)鐘，CLK2在NTSC模式下為14．3 1 81 8MHz時(shí)鐘、在PAL模式下為17，734475MHz時(shí)鐘，BCLK為80MHz時(shí)鐘。通過這3個(gè)外部時(shí)鐘，SlD13506對(duì)這些時(shí)鐘進(jìn)行分頻、倍頻以及兩者的組合，最終提供各種顯示器需要的4個(gè)時(shí)鐘信號(hào)，分別為主時(shí)鐘、LCD時(shí)鐘、CRT／TV時(shí)鐘以及多媒體卡時(shí)鐘。不同的顯示器對(duì)這些時(shí)鐘的最終頻率的要求不同，均可以通過S1Dl3506的內(nèi)部寄存器進(jìn)行設(shè)置。

S1D13506和CRT／TV有兩種連接方式，圖3中右上為s端子接口，S1D13506只需要將亮度、對(duì)比度和色飽和度輸出即可。圖3中右下為普通CRT電視接口，S1D13506輸出Red、Green、Blue以及水平和垂直信號(hào)即可。S1D13506和LCD的連接如圖4所示，LCD顯示器為數(shù)字接口，S1D13506必須提供數(shù)字接口，圖4是和16位單LCD顯示器接口，此外還有4位單LCD、8位單LCD、8位雙LCD、9位TFT、16位單LCD、16位雙LCD以及12位TFT接口，這些接口方式和圖4的連接方式略有區(qū)別，主要在于數(shù)據(jù)信號(hào)的連接不同。此外，SlD13506還提供移位信號(hào)、幀信號(hào)、線信號(hào)到LCD顯示器。

圖3 S1D135O6的硬件連接

圖4 S1D135O6和LCD的連接

S1D13506和CRT／TV的連接屬于模擬信號(hào)傳輸，為了提高圖像信號(hào)的傳輸質(zhì)量，必須在模擬量輸出端加上La濾波電路，濾波電路的設(shè)計(jì)如圖5所示。圖5中上端濾波電路為RGB輸出使用，也可以為s端子的三線使用；圖5中下端濾波電路為水平和垂直信號(hào)使用。圖中L1和L2為100MHz／100Ω的磁珠，磁珠和電阻電容組成冗型帶通濾波網(wǎng)絡(luò)，第一個(gè)轉(zhuǎn)折頻率為1／2冗RC，其中R為SlD13506的輸出電阻，C為圖中的C1或者C3電容；第一個(gè)轉(zhuǎn)折頻率也為1／2nRC，其中R為磁珠的阻值，根據(jù)頻率變化，C為圖中的C2或者C2電容。圖中兩個(gè)二極管組成鉗位電路，保證電壓處于0～vac之間。

圖5 濾波電路設(shè)計(jì)

S1D13506的軟件包括一系列對(duì)圖像操作的函數(shù)，這些函數(shù)的源代碼均可以在SlD13506的文檔資料（Datasheet）中得到。其包括的主要函數(shù)都是圍繞位塊傳輸（BitBLT，Bit BlockTransfers）操作完成，名稱與功能如表1所示。

表 BitBLT操作函數(shù)及其功能