FPGA在平板显示器中的应用

　　平板电视是增长最快的一类新型消费电视。电视市场上的平板显示器有三种类型：LCD、等离子和背投(DLP)。 　　　　

　　凭借较低的价格和完备的特性，赛灵思Spartan-3系列独特的定位使其适用于各种数字消费类系统。其中正被广泛采用的市场之一就是平板显示器 (FPD)市场。让我们来看看FPGA在FPD系统中的一些典型用法。

　　前端预处理

　　数字RGB信号在馈入主图像处理引擎之前一般要进行某些预处理。这种预处理可以是离散传统变换、解密或隔行扫描/解隔行扫描处理。通常，这就是 FPGA结合用户的图像处理ASIC或ASSP的一般用法。一个通常用法就是辅助ASSP进行图像缩放和解隔行扫描处理。 

　　核心处理

　　虽然核心图像处理通常采用标准ASSP或定制ASIC来实现，但有时也会采用FPGA来实现某些定制处理。通过联手AllianceCORE和XPERTS等合作伙伴，赛灵思可提供一系列知识产权核，以简化这些功能的设计。

　　此类功能的一些例子包括伽马校正、图像缩放 (image scaling)、边缘检测、锐化、对比度和帧缓冲器。用户使用的部分IP内核有：

　　* 颜色空间转换器

　　* JPEG编解码器

　　* 离散余弦变换

　　* MPEG视频编码器/解码器

　　图1显示了可以在FPGA中实现的各种典型的FPD功能。  

 

　　接口

　　很多情况下，FPGA被用来实现到屏幕或外部存储器的接口。Spartan-3支持低摆幅差分I/O标准（如小摆幅差分信号[RSDS]），以及其它单端标准如 SSTL/HSTL 等。

　　FPGA 还可用于实现定时控制单元(TCON)，以控制水平和垂直像素显示格式。TCON 或多或少是个垂直和水平显示计数器。Spartan-3架构中有大量的触发器和一个内置进位链，可以高效地实现该功能。同时，Spartan-3 FPGA还拥有丰富的差分 I/O 通道，因此其架构对于实现更高I/O密集度的设计极为高效。甚至很小的一个Spartan-3E 器件也拥有足够的差分I/O资源来驱动一个大的LCD和等离子屏幕。

　　在许多设计中，客户常常需要有一个到高速 DDR 外部存储器的接口。赛灵思提供参考设计和应用说明，帮助用户在Spartan-3结构内构建高效的存储器控制器。

　　目前，Spartan-3 FPGA已在平板显示器系统中成功地实现了以下功能：

　　* SD/HD 颜色空间转换

　　* 4:4:4 到 4:2:2 向下采样

　　* 数字RGB-到-USB读卡器功能

　　定时控制和平板RSDS驱动器

　　图像压缩/解压缩

　　FPGA解决方案的可编程特性降低了新系统设计中存在的内在开发风险。凭借其大量其它特性，如多I/O组、片上数字时钟管理器、以及扩展块内存和分布式内存，FPGA器件还可高效地实现许多控制/连接逻辑功能，从而有效地缩小尺寸并降低复杂度和系统成本。