NiosⅡ嵌入式處理器在LCD顯示系統設計中的應用

摘 要： Altera公司的Nios嵌入式軟核處理器以其成本低廉，設計靈活等特點，在嵌入式應用領域得到了廣泛的應用，同時LCD也越來越多地在各種儀器儀表和測控系統中作為人機界面和顯示模塊。論述利用SOPC技術實現了一種基于Nios嵌入式軟核處理器的液晶顯示屏的軟、硬件設計方案，并給出了對該液晶屏進行控制的硬件接口電路、軟件編寫流程以及相應程序。

關鍵詞： FPGA； Nios； LCD； 嵌入式處理器

中圖分類號： TN873?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）19?0151?03

0 引 言

LCD液晶顯示滿足嵌入式系統日益提高的要求，特別在工業控制和消費電子領域，具有穩定可靠、成本低、功耗小、控制驅動方便、接口簡單易用、模塊化結構緊湊、體積小和重量輕等優點。Nios Ⅱ是一種可配置的16/32位RISC處理器，它結合豐富的外設專用指令和硬件加速單元可以低成本地提供極度靈活和功能強大的SOPC 系統，開發者根據實際需要自行整合。Altera公司所有主流FPGA 器件都支持Nios Ⅱ。將LCD驅動與Nios Ⅱ相結合可以得到一個擴展性強、通用的IP核，從而解決不同型號液晶屏之間的驅動差異問題。

1 NiosⅡ軟核處理器和SOPC設計

NiosⅡ核用占用不到一半的FPGA資源，可計算增加1倍以上的信息。NiosⅡ嵌入式處理器性能超過200 DMIPS，32位數據和地址、采用32位指令、32個外部中斷源和32位通用寄存器；Nios Ⅱ支持幾十個外設選項，開發者能夠選擇合適的外設，獲得最合適的處理器、外設和接口組合。

現在，在一片FPGA芯片上可以實現如MCU、DSP、PCI總線控制和各種控制算法等復雜的功能。FPGA芯片密度已達到百萬門級，由于FPGA芯片密度的提高和EDA開發工具的不斷更新，利用FPGA器件實現SOC已成為可能，這項技術稱為嵌入式SOPC技術。……