论文摘要
作为主要人机接口设备之一的显示设备是多数消费类电子系统中不可或缺的重要组成部分。随着液晶显示（LCD）技术的创新及片上系统（SOC）技术的不断发展,嵌入式LCD控制器的设计变得越来越普遍。同时由于消费水平的成熟,人们所关注的已不仅仅是显示设备的技术性能与价格,人们对显示图像的视觉感受已成为选择显示设备的一个重要方面。本文首先介绍了SOC芯片设计方法的发展及特点,其次是给出当今广泛采用的AMBA总线结构的组成和性能,简单阐述了AMBA总线规范。然后文章对LCD控制器IP核所要实现的功能进行了分析和总体描述,并采用自上而下的设计流程对系统功能进行了模块的划分。接着对各个模块进行了结构分析和接口描述,给出了具体的实现代码,同时对代码进行了优化。最后文章给出芯片验证方案及其结果。在此基础上,本文介绍了一种基于AMBA总线的嵌入式LCD控制器的设计。该设计使用面积-帧灰度调制算法以优化STN型LCD屏图像显示质量,该算法不仅能降低芯片面积、功耗和制造成本,而且可提高灰度调制能力,提高灰度级别数,并保持足够的响应速度,消除图像显示中的闪烁、重影等视觉现象;同时本设计采用基于色彩空间变换的原理,通过流水线及高效运算电路等优化方法,实现对原图像的色彩调整以改善视觉感受。由于本课题所设计的是能够嵌入到系统中的软核,故在验证时为尽可能模拟实际的运行环境,本文搭建了一个验证平台用于高效地验证该控制器。该平台基于断言验证并以覆盖率为导向,采用高级验证方法学（AVM）搭建,同时为了更完备地验证设计,系统的配置情况及激励均以随机事件的形式提供给验证系统,所有的验证结果均以报告的形式给出。最后,本文对液晶控制器进行逻辑综合和性能分析,并提出一种双层AMBA总线结构,该总线结构能够有效减少液晶控制器的总线占用率。
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摘要Abstract第1章 绪论1.1 背景及意义1.2 研究目的及国内外发展状况1.3 本文主要工作及章节安排第2章 SoC芯片设计概述2.1 片上系统SoC设计概述2.1.1 SoC的发展及重要意义2.1.2 SoC设计及验证面临的挑战2.1.3 SoC架构体系和总线结构2.1.4 IP重用2.1.5 软硬件协同设计及验证2.2 AMBA总线规范简述2.3 本章小结第3章 LCD控制器的体系结构设计3.1 LCD控制器的应用系统3.2 LCD控制器顶层定义3.2.1 顶层接口框图3.2.2 顶层接口信号3.2.3 配置寄存器定义3.3 LCD控制器功能模块划分3.3.1 AHB Slave接口模块3.3.2 AHB Master模块接口3.3.3 DMA数据读取模块3.3.4 像素提取模块3.3.5 颜色查找表模块3.3.6 逻辑控制模块3.3.7 图像处理模块3.4 本章小结第4章 LCD控制器的模块实现4.1 AMBA接口模块4.1.1 AHB Slave接口模块4.1.2 AHB Master接口模块4.2 DMA数据读取模块4.2.1 顶层框图4.2.2 设计实现4.3 像素提取模块4.3.1 顶层框图4.3.2 模块实现4.4 颜色查找表模块4.4.1 顶层框图4.4.2 模块实现4.5 显示信号输出模块4.5.1 顶层框图4.5.2 模块实现4.6 逻辑控制模块4.6.1 时序控制模块4.6.2 时钟生成模块4.7 本章小结第5章 LCD控制器的图像处理5.1 灰度处理模块5.1.1 灰度处理原理与方法5.1.2 面积-帧灰度调制算法5.1.3 灰度算法实现模块5.1.4 灰度处理控制模块5.1.5 灰度数据输出模块5.1.6 测试结果5.2 色彩调整模块5.2.1 色彩调整原理与方法5.2.2 基于色彩空间变换的调整方法5.2.3 模块设计实现5.2.4 模块测试结果5.3 本章小结第6章 LCD控制器的仿真验证和性能评估6.1 模块RTL级功能仿真6.1.1 AHB Slave接口模块6.1.2 AHB Master接口模块6.1.3 DMA数据读取模块6.1.4 像素提取模块6.1.5 颜色查找表模块6.1.6 显示信号输出模块6.2 系统RTL级功能仿真6.2.1 以覆盖率为导向的验证6.2.2 基于断言的验证方法6.2.3 LCD控制器验证环境设计6.2.4 测试平台设计6.2.5 系统级验证结果6.3 性能评估6.4 逻辑综合6.5 本章小结结论参考文献致谢
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标签：片上系统论文; 控制器论文; 灰度调制论文; 色彩调整论文; 双层总线论文;
