文档介绍：工学硕士学位论文

基于 AMBA 总线的嵌入式液晶控制器 IP 研
究与设计

王海明

哈尔滨工业大学
2008 年 12 月
国内图书分类号:TN47
国际图书分类号:

工学硕士学位论文

基于 AMBA 总线的嵌入式液晶控制器 IP 研
究与设计

硕士研究生: 王海明
导师:张岩教授
申请学位: 工学硕士
学科、专业: 微电子学与固体电子学
所在单位:深圳研究生院
答辩日期:2008 年 12 月
授予学位单位: 哈尔滨工业大学
Classified Index: TN47
:

Dissertation for the Master Degree of Engineering

RESEARCH AND DESIGN OF AN
EMBEDDED LCD CONTROLLER BASED
ON AMBA BUS

Candidate: Wang Haiming
Supervisor: Prof. Zhang Yan
Academic Degree Applied for: Master of Engineering
Specialty: Microelectronics and Solid-State
Electronics
Affiliation:
Shenzhen Graduate School
Date of Defence: December, 2008
Degree-Conferring-Institution:
Harbin Institute of Technology
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
摘要

作为主要人机接口设备之一的显示设备是多数消费类电子系统中不可或
缺的重要组成部分。随着液晶显示(LCD)技术的创新及片上系统(SOC)技术
的不断发展,嵌入式LCD控制器的设计变得越来越普遍。同时由于消费水平
的成熟,人们所关注的已不仅仅是显示设备的技术性能与价格,人们对显示
图像的视觉感受已成为选择显示设备的一个重要方面。
本文首先介绍了SOC芯片设计方法的发展及特点,其次是给出当今广泛
采用的AMBA总线结构的组成和性能,简单阐述了AMBA总线规范。然后文
章对LCD控制器IP核所要实现的功能进行了分析和总体描述,并采用自上而
下的设计流程对系统功能进行了模块的划分。接着对各个模块进行了结构分
析和接口描述,给出了具体的实现代码,同时对代码进行了优化。最后文章
给出芯片验证方案及其结果。
在此基础上,本文介绍了一种基于AMBA总线的嵌入式LCD控制器的设
计。该设计使用面积-帧灰度调制算法以优化STN型LCD屏图像显示质量,
该算法不仅能降低芯片面积、功耗和制造成本,而且可提高灰度调制能力,
提高灰度级别数,并保持足够的响应速度,消除图像显示中的闪烁、重影等
视觉现象;同时本设计采用基于色彩空间变换的原理,通过流水线及高效运
算电路等优化方法,实现对原图像的色彩调整以改善视觉感受。
由于本课题所设计的是能够嵌入到系统中的软核,故在验证时为尽可能
模拟实际的运行环境,本文搭建了一个验证平台用于高效地验证该控制器。
该平台基于断言验证并以覆盖率为导向,采用高级验证方法学(AVM)搭建,
同时为了更完备地验证设计,系统的配置情况及激励均以随机事件的形式提
供给验证系统,所有的验证结果均以报告的形式给出。
最后,本文对液晶控制器进行逻辑综合和性能分析,并提出一种双层
AMBA总线结构,该总线结构能够有效减少液晶控制器的总线占用率。

关键词片上系统;LCD 控制器;灰度调制;色彩调整;双层总线

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哈尔滨工业大学工学硕士学位论文
Abstract

As a major puter interface device, the displays device is one of
the most important parts of consumer electronic system. With the innovation and
development of liquid crystal display (LCD) technology and system-on-chip
(SOC) technology, embedded LCD controll