基于Nios嵌入式软核处理器的液晶显示屏的设计方案

时间:2022-03-17作者:佚名

Altera公司的Nios嵌入式软核处理器以其成本低廉,设计灵活等特点,在嵌入式应用领域得到了广泛的应用,同时LCD也越来越多地在各种仪器仪表和测控系统中作为人机界面和显示模块。本文利用SOPC技术实现了一种基于Nios嵌入式软核处理器的液晶显示屏的设计方案,并给出了对该液晶屏进行控制的硬件接口电路、软件编写流程以及相应程序。

0 引言

LCD液晶显示满足嵌入式系统日益提高的要求,特别在工业控制和消费电子领域,具有稳定可靠、成本低、功耗小、控制驱动方便、接口简单易用、模块化结构紧凑、体积小和重量轻等优点。Nios Ⅱ是一种可配置的16/32位RISC处理器,它结合丰富的外设专用指令和硬件加速单元可以低成本地提供极度灵活和功能强大的SOPC 系统,开发者根据实际需要自行整合。Altera 公司所有主流FPGA 器件都支持Nios Ⅱ。将LCD驱动与Nios Ⅱ相结合可以得到一个扩展性强、通用的IP核,从而解决不同型号液晶屏之间的驱动差异问题。

1 NiosⅡ软核处理器和SOPC

设计NiosⅡ核用占用不到一半的FPGA 资源,可计算增加1 倍以上的信息。NiosⅡ嵌入式处理器性能超过200 DMIPS,32 位数据和地址、采用32 位指令、32 个外部中断源和32位通用寄存器;Nios Ⅱ支持几十个外设选项,开发者能够选择合适的外设,获得最合适的处理器、外设和接口组合。

现在,在一片FPGA芯片上可以实现如MCU、DSP、PCI总线控制和各种控制算法等复杂的功能。FPGA芯片密度已达到百万门级,由于FPGA芯片密度的提高和EDA开发工具的不断更新,利用FPGA器件实现SOC已成为可能,这项技术称为嵌入式SOPC技术。SOPC技术既具有基于ASIC 的系统级芯片设计的特征,又具有基于模板级设计的特征,具有了可重构性、高效自动化的设计方法。Altera推出的Nios Ⅱ为设计者提供了FPGA优化的嵌入式处理器,以及为SOPC设计了一套综合解决方案。

Nios Ⅱ处理器具有完善的软件开发套件,包括集成开发环境(IDE)、编译器、MC调试器、TCP/IP协议栈和实时操作系统(RTOS)。设计者能够用Altera Quartus Ⅱ开发软件中的SOPC Builder系统开发工具创建用户定制的CPU 和外设电路,获得设计需要的处理器系统。

利用SOPC Builder开发工具创建专用的处理器系统,需要进行SOPC 的嵌入式处理器芯片内部资源的选择和软件设计。SOPC Builder工具通过加载Nios Ⅱ软核和外围接口的定义来配置一个高集成度的SOPC 系统的嵌入式处理器芯片。

图1 是一个液晶显示的SOPC 系统的Nios Ⅱ处理器,主要端口包括复位信号、全局输入时钟和一些I/O端口。因Nios Ⅱ是在FPGA芯片内实现的,那么它既可以通过FPGA的引脚连到外部设备,也可以直接连到FPGA芯片内的其他电路上。FPGA 片内未被使用的资源仍然同样可以被配置成为其他的模块使用,从而实现系统的SOC集成。

2 液晶屏控制器的选择

这里使用的是一块YM12864J的液晶显示模块,它已集成了SED1330作为液晶显示屏的控制器,与同类产品相比其主要特点有:

(1)有较强功能的I/O控制器;

(2)指令简单;

(3)8位并行I/O口;

(4)文本和图形方式混合显示。

YM12864J的I/O接口见表1.

相关阅读

城市景观照明未来发展趋势

通过近十年的发展,市场逐渐成熟,规模也逐渐庞大,相应的,对 城市景观照明 的建设也提出了新的要求。如何在新的市场环境和光照趋势下,突显重点,脱颖而出?主要照明工程公...
2022-09-03
城市景观照明未来发展趋势

分布式光伏接入配电系统之10kV交流并网规则与要求

分布式光伏接入配电系统之10kV交流并网图例 分布式光伏接入配电系统方式的选择 注:1.220/380V交流并网点可选择接入:用户配电箱/线路、配电室、箱变或柱上变压器低压母线,或...
2024-08-21
分布式光伏接入配电系统之10kV交流并网规则与要求

商业广场亮化工程要如何选择公司?

商业广场亮化工程是现代城市经济发展水平和消费习惯的集中体现,是城市对外展示的一个窗口。所以商业广场亮化工程越来越受到政府和开发商的重视,那么如何选择一家合适的亮化...
2022-09-04
商业广场亮化工程要如何选择公司?

一个好的照明工程公司需要满足哪些条件?

人们每天都要用到照明,这是我们生活中不可或缺的一部分,但许多业主和客户在选择 照明工程公司 时不知道该怎么做。 那什么样的照明工程公司才叫公司?优秀的照明工程公司哪些...
2022-09-11
一个好的照明工程公司需要满足哪些条件?

小区广场景观设计注意事项

小区的广场景观设计 可以提高小区的景观档次,也可以提供人们休闲娱乐的场所,因为人们聚集频繁,所以 对景观的观赏性和实用性都有着较高的要求。 以微蓝以前设计过的案例为例...
2022-07-15

热销商品

拷边机 包缝机内六角上针匙 开刀 上针内6角螺丝刀扳手 1.5 1.6

拷边机(包缝机)专用内六角上针匙及开刀工具,适用于精确调整机针位置与维护设备。配备1.5mm与1.6mm两种规格的内六角螺丝刀扳手,专为紧固或拆卸上针螺丝设计,确保机针安...
1.65

暗装开关插座面板单开双控一开五孔二三极USB快充肤感超薄家用4开

暗装开关插座面板,简约设计,完美融入家居环境。单开双控,轻松实现远程控制,方便实用。一开五孔,满足多种电器插孔需求;二三极USB快充,快速充电,高效便捷。超薄设计,节省空...
1.2

鸿雁开关插座面板旗舰店家用暗装墙壁86型一开带五孔多孔X86-1

鸿雁开关插座面板旗舰店推出的家用暗装墙壁86型一开带五孔多孔X86-1,是一款设计精良、功能齐全的家居电气产品。该产品采用86型标准面板尺寸,安装方便,适用于各种暗...
4.71

不锈钢加厚镊子维修工具夹子圆头弯头防滑带齿止血烧烤夹茶杯水草

不锈钢加厚镊子维修工具夹子圆头弯头防滑带齿止血烧烤夹茶杯水草 这款不锈钢加厚镊子维修工具夹子是设计用于各种专业场合的多功能工具。它拥有一个厚实的手柄,确...
0.8

三色变光led筒灯2.5寸3W5瓦开孔6 7.5 8公分家用客厅嵌入式天花灯

三色变光LED筒灯,2.5寸精巧设计,功率可选3W/5W,适用于开孔直径6.7–8公分的家用嵌入式安装。采用高亮LED光源,支持暖光、自然光、白光三色切换,满足不同场景氛围需求。...
7.2

网站栏目