基于PicoBlaze软核的TFT液晶显示控制

　　TFT液晶显示器（LCD）具有功耗低、体积小、工作电压低、使用寿命长、可以显示复杂的文字及彩色图像等优点，在嵌入式设备中得到了广泛的应用，成为人机交互的重要方式。但是TFT液晶显示器驱动具有数据量大、占用引脚多等特点，采用传统的单片机驱动方式不仅会耗费大量的系统运行时间，降低系统效率，而且也会占用大量的I／O引脚。针对这种情况，本文提出了一种基于PicoBlaze软核的TFT液晶显示控制方案，能够方便地实现FPGA对TFT液晶的显示控制，具有较强的通用性和实用性。

　　1 PicoBlaze的体系结构

　　8位嵌入式处理器PicoBlaze是Xilinx公司为Virtex系列FPGA、Spartan系列FPGA和CoolRunnerII系列CPLD设计的嵌入式处理器软核，具有效率高、占用资源少等优点，可以方便地嵌入到硬件系统设计中，实现与其他功能模块的无缝连接。PicoBlage仅占用Spartan系列FPGA的96个Slice，占用XC3S50器件12．5％的资源，占用XC3S5000器件不到0．3％的资源；具有高达44～100 MIPS的指令执行速度，具体速度取决于所选用的FPGA系列和器件速度等级。

　　PicoBlaze 8位嵌入式处理器提供了丰富、灵活的I／O口，它的外设也可以通过用户自己配置，以满足不同的系统设计要求。由于PicoB-laze提供了可综合的HDL代码，可以方便地移植到将来的FPGA架构上，因此完全不用担心当前使用的器件淘汰后难以寻求替代产品。另外，PicoBlaze完全集成在FPGA中，减少了电路板空间和设计花费。

　　如图1所示，PicoBlaze微处理器主要由以下几个单元组成：16个8位通用寄存器；1 KB程序存储单元；8位算术逻辑单元，带有CARRY和ZERO标志位；64字节内部暂存RAM；256个输入和256个输出端口，方便扩展应用；中断控制单元。

　　2 TFT液晶显示模块

　　TFT液晶模块为320×240像素26万色彩色图形点阵式液晶，不仅可以显示数字、字符等内容，还可以显示汉字和任意图形。该模块的控制芯片为SSD1289，与外部的连接只有16位数据线、5根控制线及电源。液晶模块引脚功能如表1所列。TFT液晶模块的读写时序满足标准的8080并行时序，FPGA只要通过这些数据线和控制线按照相应的时序进行读写，即可实现对模块的显示控制。