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基于Zynq的OLED驱动设计

基于Zynq的OLED驱动设计

OLED具备自发光、不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广、构造及制程较简单等优异特性,被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术。目前OLED的驱动大部分都是基于STM系列ARM芯片和传统FPGA芯片。为适应Xilinx最新平台Zynq的人机交互需要,提出一种基于Zynq的OLED驱动设计方法。文章阐述了OLED的特性和SPI控制方式,给出了设计流程和硬件电路图。利用Zynq的PL部分完成了OLED驱动的IP核,利用Zynq的PS部分实现了OLED的驱动程序设计。通过AXI总线实现PL和PS的通信。最后通过测试程序,实现了字母、数字和点阵图像的实时显示。解决了基于Zynq器件在广电仪器和电力仪表仪器中人机交互的工程技术,具有集成度高、可移植性强和通用性好等优点。
  1 引言
  随着近几年嵌入式技术的飞速发展和广泛应用,人机交互成为嵌入式设备的迫切需要。为适应Xilinx最新平台Zynq的人机交互需要,提出一种基于Zynq的OLED驱动设计方法。
  有机发光二极管(OrganicLight-EmittingDiode,OLED)由于同时具备自发光、不需背光源、对比度高、厚度薄、视角广、反应速度快、可用于挠曲性面板、使用温度范围广、构造及制程较简单等优异特性,被认为是下一代的平面显示器新兴应用技术。
  Xilinx最新平台Zynq将处理器的软件可编程能力与FPGA的硬件可编程能力实现完美结合,以低功耗和低成本等系统优势实现良好的系统性能、灵活性和可扩展性。
  目前OLED的驱动大部分都是基于STM系列ARM芯片和传统FPGA芯片。在Zynq上,Xilinx提供了Linux演示实例,但无裸机源码,无法满足实时性比较强的工程实际需求。
  文章详细阐述了基于Zynq的OLED驱动设计步骤和方法,并且在基于Zynq的开发板ZedBoard上实现了实时显示字母、数字和点阵图像,为Zynq在仪器仪表领域实现人机交互提供了技术支撑。
  2 OLED驱动设计流程
  Zynq是一个ARMPS+PL结构,其中PL部分就是传统意义的FPGA,可以方便地定制相关外设IP,也可以进行相关的算法设计,和使用普通FPGA完全一样。如果不使用PL,Zynq的PS部分和普通的ARM开发一样。Zynq最大的特点是可以利用PL部分灵活地定制外设,挂在PS上,而普通的ARM,外设是固定的。因此,Zynq的硬件外设是不固定的,这也是Zynq灵活性的一个表现。OLED在Zynq上是连接在PL上,因此需要把OLED对应引脚挂在PS的硬件上,然后设计OLEDIP核,再通过SDK设计驱动程序,OLED驱动设计流程如图1所示。
  ZedBozrd控制OLED的主要方法是:自行设计一个IP核,对OLED的6个控制信号和电源信号进行逻辑设计和引脚约束,通过AXI总线,把OLED的IP核和PS联系起来。在PS部分编写相应的驱动程序,即可实现对OLED的控制,如图2所示。


  图1 OLED驱动设计流程



  图2 OLED系统设计图


  因此,要实现OLED显示功能,主要做以下几个方面工作:设计Zynq硬件系统(PS部分)、设计自己的IP核和PS部分驱动程序设计。
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