基于SOPC的平板显示技术中几个关键问题的研究

论文摘要

本文探讨了片上可编程系统(SOPC)在平板显示中应用的几个关键问题。主要包括SDR SDRAM存储控制器的组织及设计,双体查找表方法在Gamma校正中的应用等。同时,对片上可编程系统(SOPC)在平板显示中的应用,本文也进行了探索。全文共分为六个章节。第一章介绍了论文的研究背景以及SOPC在平板显示技术中应用的意义,概括地说明论文的研究方法及其组织结构,确立了本文的研究方向和研究内容。第二章主要介绍了平板显示驱动技术的基本原理。对FPGA的基本结构以及基于FPGA的时序设计,本文也进行了简要介绍。在第一章和第二章的基础上,第三章研究了双体查找表以及多体查找表方法在FPGA上的实现,以及双体/多体查找表方法在Gamma校正中的应用。采用双体/多体查找表方法,能够有效地减少对FPGA上宝贵的存储器资源的占用,提高资源利用率。第四章研究了基于SDR SDRAM的平板显示技术的存储器组织以及SDR SDRAM控制器在FPGA上的设计、测试及实现。主要解决了如何高速而又高效地在FPGA中实现SDR SDRAM控制器的问题。第五章介绍了片上可编程系统(SOPC)以及用户逻辑接口在片上可编程系统上的实现。并对片上可编程系统在平板显示中的应用进行了初步的研究。第六章对本论文的研究进行了总结,并对后续工作进行了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题背景及研究目标
• 1.3 与课题有关技术的发展现状
• 1.3.1 与半导体技术有关的发展现状
• 1.3.2 FPGA 技术的发展现状
• 1.3.3 SOC 技术的发展现状
• 1.3.4 SOPC 技术的发展现状
• 1.3 论文的主要内容和章节安排
• 第二章 平板图像显示原理及基于FPGA 的逻辑设计
• 2.1 LED 显示屏驱动原理
• 2.2 基于FPGA 的逻辑设计
• 2.2.1 FPGA 的结构
• 2.2.2 可编程输入输出单元
• 2.2.3 基本可编程逻辑单元
• 2.2.4 布线资源
• 2.2.5 嵌入式块RAM
• 2.2.6 锁相环资源
• 2.2.7 FPGA 上的DSP 块资源
• 2.2.8 片外高速存储器接口
• 2.2.9 FPGA 上的高速差分接口和DPA
• 2.3 基于FPGA 的逻辑设计中的约束
• 2.3.1 逻辑设计的时序约束
• 2.3.2 逻辑设计的区域与位置约束和其他约束
• 2.4 FPGA 在平板显示中的应用
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于查找表的GAMMA 校正实现方法
• 3.1 双体查找表方法
• 3.2 多体查找表方法
• 3.3 统一的多体查找表方法
• 3.3.1 多体查找表方法的分解空间
• 3.3.2 多体查找表方法逼近误差的计算
• 3.3.3 多体查找表方法保护位的计算
• 3.3.4 查找表的填充
• 3.4 双、多体查找表方法在平板显示中的应用
• 3.5 本章小结
• 第四章 高速全流水SDRAM 控制器在FPGA 上的实现
• 4.1 SDRAM 简介
• 4.2 SDRAM 控制器设计
• 4.2.1 SDRAM 控制器的结构组织
• 4.2.2 主状态机的结构及功能
• 4.2.3 刷新控制器的结构及功能
• 4.2.4 数据通路的结构及功能
• 4.2.5 地址产生器的结构及功能
• 4.2.6 SDRAM 控制器的管脚描述
• 4.2.7 SDRAM 控制器的测试与验证
• 4.3 SDRAM 控制器的应用
• 4.4 本章小结
• 第五章 SOPC 在平板显示中的应用
• 5.1 NIOS 处理器简介
• 5.1.1 NiosII 处理器的内部结构
• 5.1.2 NiosII 的ALU
• 5.1.3 NiosII 的异常处理和中断控制
• 5.1.4 NiosII 的存储器和I/O 组织
• 5.1.5 NiosII 的硬件辅助调试模块
• 5.2 NIOSII 的周边器件
• 5.2.1 SDRAM 控制器
• 5.2.2 通用Flash 接口控制器
• 5.2.3 EPCS 控制器
• 5.2.4 DMA 控制器
• 5.2.5 多处理器应用中的互斥体（Mutex）模块和邮箱（MailBox）模块
• 5.3 选用NIOSII 处理器的优势
• 5.4 片上系统总线及接口
• 5.5 HAL 函数库
• 5.6 用户自定义指令
• 5.7 SOPC 的硬件设计及SOPC 在平板显示中的应用
• 5.8 本章小结
• 第六章 全文总结
• 参考文献
• 攻读博士期间发表文章情况及主要研究工作
• 致谢