用于大中尺寸TFT-LCD时序控制芯片的设计

论文摘要

随着信息时代的到来,信息显示技术的应用越来越广面,液晶显示器以其低工作电压、低功耗、轻薄易携带、无污染低辐射等优点已经成为平板显示技术的主流.随着以LCD为代表的平板显示器的迅猛发展,TFT-LCD显示屏大量上市。尤其是在桌面系统逐渐采用TFT-LCD的情况下,17英寸、19英寸、22英寸等大中尺寸TFT-LCD屏的需求量迅速增长,而作为TFT-LCD控制芯片组中重要一员的TCON（时序控制芯片）,其市场需求亦十分旺盛。本论文完成了一款用于中尺寸TFT-LCD时序控制芯片的总体设计以及数字逻辑部分的模块设计。在此基础上,还使用硬件描述语言Verilog完成了各数字逻辑模块的RTL设计和仿真验证并在FPGA系统中对RTL代码进行了进一步的验证。考虑到数据传输效率以及功耗、抗干扰性等因素,对于数据传输部分,本芯片采用了LVDS（Low Voltage Differential Signaling,低压差分信号）输入以及RSDS（Reduced Swing Differential Signaling,低摆幅差分信号）输出的方式以减少EMI对芯片的影响。考虑到液晶显示自身缺陷和数据位宽转换的问题,本芯片中加入了Gamma调整模块以及FRC（Frame Rate Control,帧频控制技术）模块以改善显示效果。考虑到芯片的通用性,本芯片对输出的控制信号采用了灵活可配置的GPO（General Purpose OutputS,通用输出）输出方式以适应不同的需求,同时在配置方式上采用了可选的内置ROM配置方式以及外置EEPROM配置方式。本设计是上海广电集成电路有限公司的公司项目,RTL代码设计完成后,交予后端设计服务公司完成综合、版图的设计。采用0.18um的工艺在上海中芯国际（SMIC）流片。样片在SVA-NEC生产的17英寸液晶显示器上成功点屏,实现了预期的设计目标。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 第一章 TFT-LCD介绍及其工作原理
• 1.1 TFT-LCD简介
• 1.2 TFT-LCD的主要特点
• 1.3 TFT的技术特点
• 1.4 TFT工作原理
• 1.5 TFT-LCD面板的电路构架
• 1.6 TFT-LCD面板的各种极性变换方式
• 第二章 TCON的总体构架
• 2.1 TCON应用框图
• 2.2 TCON功能特点
• 2.3 TCON管脚说明
• 2.4 TCON总体结构图
• 第三章 高速、低电压、低功耗、抗干扰的数据传输
• 3.1 LVDS传输技术
• 3.1.1 LVDS接口技术原理
• 3.1.2 本设计中对所采用的LVDS Receiver IP的要求
• 3.2 RSDS传输技术
• 3.2.1 RSDS接口技术原理
• 3.2.2 本设计中对所采用的RSDS Transmit IP的要求
• 第四章 TCON数字逻辑模块设计
• 4.1 TCON CORE的总体结构设计
• 4.2 TCON CORE的模块设计
• 4.2.1 复位同步模块
• 4.2.2 LVDS解码模块
• 4.2.3 滤波整形模块
• 4.2.4 异常处理模块
• 4.2.5 帧处理模块
• 4.2.6 算法处理模块
• 4.2.7 SRAM存取控制模块
• 4.2.8 启动脉冲处理模块
• 4.2.9 GPO产生模块
• 4.2.10 系统寄存器存储控制模块
• 4.2.11 RSDS编码模块
• 第五章 FPGA系统验证
• 5.1 FPGA验证的目的
• 5.2 FPGA原型验证平台系统框图
• 5.3 FPGA验证结果
• 5.4 与同类产品的比较
• 第六章 结论
• 参考文献