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ARM嵌入式的VGA接口制作(2)

ARM嵌入式的VGA接口制作(2)

以分辨率为640×480、刷新频率为60 Hz、16位彩色显示模式为例,根据图3所示VGA接口同步信号时序,介绍S3C2410中LCDCON1~LCDCON5寄存器的设置。          4.1 LCDCONl寄存器
          LINECNT:行计数器的状态位。只读,不用设置。
          CLKVAL:确定VCLK频率的参数。公式为VCLK=HCLK/[(CLKVAL+1)×2],单位为Hz。笔者所用的硬件系统HCLK=100 MHz,640×480的显示屏需要VCLK=20 MHz,故需设置CLKVAL=1。
          MMODE:确定VM的改变速度。在此选择MMODE=O,为每帧变化模式。
          PNRMODE:确定扫描方式。选择PNRMODE=0x3,为TFT LCD面板扫描模式。
          BPPMODE:确定BPP(每像素位数)模式。在此选择BPPMODE=0xC,为TFT 16位模式。
          ENVID:数据输出和逻辑信号使能控制位。选择ENVID=1,为允许数据输出和逻辑控制。
          4.2 LCDCON2寄存器
          VBPD:确定帧同步信号和帧数据传输前的一段延迟时间,是帧数据传输前延迟时间和行同步时钟间隔宽度的比值,,VBPD=t3/t6=1.02 mS/31.77μs=32。
          LINEVAL:确定显示的垂直方向尺寸。公式:LINEVAL=YSIZE-1=479。
          VFPD:确定帧数据传输完成后到下一帧同步信号到来的一段延迟时间,是帧数据传输后延迟时间和行同步时钟间隔宽度的比值,,VFPD=t5/t6=0.35 ms/31.77μs=11。
          VSPW:确定帧同步时钟脉冲宽度,是帧同步信号时钟宽度和行同步时钟间隔宽度的比值。,VSPW=t2/t6=0.06 ms/31.77μs=2。
          4.3 LCDCON3寄存器
          HBPD:确定行同步信号和行数据传输前的一段延迟时间,描述行数据传输前延迟时间内VCLK脉冲个数,,VBPD=t7×VCLK=1.89 μs×25MHz=47。
          HOZAL:确定显示的水平方向尺寸。公式HOZAL=XSIZE-1=639。
          HFPD:确定行数据传输完成后到下一行同步信号到来的一段延迟时间,描述行数据传输后延迟时间内VCLK脉冲个数,,HFPD=t9×VCLK=0.94 μs×25 MHz=24。
          4.4 LCDCON4寄存器
          HSPW:确定行同步时钟脉冲宽度。描述行同步脉冲宽度时间内VCLK脉冲个数,,HSPW=3.77μs×25 MHz=94。
          4.5 LCDCON5寄存器
          VSTATUS:垂直方向状态。只读,不用设置。
          HSTATUS:水平方向状态。只读,不用设置。
          BPP24BL:确定显示数据存储格式。此处设置BPP24BL=0x0,为小端模式存放。
          FRM565:确定16位数据输出格式。此处设置FRM565=0x1,为5:6:5格式输出。
          INVVCLK:确定VCLK脉冲有效边沿极性。根据屏幕信息确定,此处选择INVVCLK=0xl,VCLK上升沿到来时数据传输开始。
          INVVLlNE:确定HSYNC脉冲的极性。由图3可知,为负极性,设置INVVLINE=0x1选择负极性脉冲。
          INVVFRAME:确定VSYNC脉冲的极性。由图3可以看出,为负极性,故设置INVVFRAME=0x1选择负极性脉冲。
          INVVD:确定数据输出的脉冲极性。根据屏幕信息确定,此处设置INVVD=0x0选择正极性脉冲。
          INVVDEN:确定VDEN信号极性。根据屏幕信息确定,此处设置INVVDEN=0x0为正极性脉冲。
          INVPWREN:确定PWREN信号极性。根据屏幕信息确定,此处设置NVPWREN=0x0为正极性脉冲。
          INVLEND:确定LEND信号极性。根据屏幕信息确定,此处设置INVLEND=0x0为正极性脉冲。
          PWREN:PWREN信号输出允许。设置PWREN=0xl,允许PWREN输出。
          ENLEND:LEND输出信号允许。设置ENLEND=0x1,允许LEND输出。
          BSWP:字节交换控制位。根据各自需要设置,此处设置BSWP=0x0,禁止字节交换。
          HWSWP:半字交换控制位。根据各自需要设置,此处设置HWSWP=0xl,使能半字节交换。
          5 讨论
          S3C2410处理器能够驱动24位颜色模式的VGA接口,但当处理器数据总线负载过大时,显示效果就不太理想。具体分析所需数据带宽如下:
          S3C2410处理器工作在640×480×60 Hz×24位(分辨率为640×480、刷新频率为60 Hz、24位色彩)模式下的数据带宽为:640×480×60×4/(1 024×1 024)=70.3MB/s(24位颜色实际占用32位数据量),这些数据都需要利用DMA方式通过系统的数据总线从SDRAM中获得。而S3C2410 处理器在100 MHz的总线频率下,32位内存的峰值带宽是100×32/8=400MB/s,实际带宽也就100~200 MB/s。那么70.3 MB/s的显示数据对于S3C2410处理器过于沉重了,显示器的屏幕经常会出现短暂的黑屏。这是因为系统总线太忙,LCD扫描式接口的数据跟不上,扫描时钟的频率暂时变慢导致CRT显示器的同步信号不符合规范所致。若用16位颜色模式,则数据带宽减为640×480×60×2/(1 024×1 024)=35.2MB/s。实际测试中,工作在16位颜色模式下,可以正常显示60 Hz下的640×480的VGA图形。
          6  总结
        综上分析,如果要支持高分辨率和高刷新率的显示,需要比较大的数据带宽,对处理器的频率和总线频率要求较高。本设计可以完全支持16位色彩下640×480×60 Hz显示模式的CRT显示,并且如果采用LCD作为显示界面,LCD对刷新率的要求和CRT显示器不同,LCD可以在刷新率为30 Hz的情况下正常显示。
继承事业,薪火相传
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