单片彩色LCoS显示系统的设计实现

单片彩色LCoS显示系统体积小,成本低,光学系统简单,易于实现小型化,应用前景广泛。对单片彩色LCoS显示系统的显示原理进行研究,并使用FPGA作为主控芯片实现该显示系统。对主控模块的设计与实现做了详细的叙述,包括主要模块的划分及其算法。由于LCoS器件的限制,所设计的单片彩色LCoS显示系统还存在一些问题,对这些问题的解决方法做了探索,提出如何提高显示质量的一些方法。     

场序彩色视频控制系统

采用时序彩色法实现彩色显示,在液晶显示技术中具有良好的发展前景,具有成本低、分辨率高、彩色效果好等优点。文章主要介绍了一套针对南开大学研制的LCoS芯片的场序彩色视频控制系统,该系统采用场序彩色模式,经过实验调试后,最终实现了LCoS芯片的彩色视频显示。在设计的系统中视频数据采用并行的输出方式,降低了整个控制系统的工作频率。系统利用两组外部SRAM对帧数据进行缓存,采用乒乓操作来实现视频的实时连续显示。整个控制系统的核心部分采用一片FPGA来实现,文章详细介绍了FPGA内部数据流处理的算法实现:FPGA采用3组移位寄存器对数据进行动态缓存,实现了串行-并行的数据转换,并将同时输入的红、绿、蓝视频数据转换为红、绿、蓝子场数据;并且充分利用FP-GA内部RAM作为缓存,完成了图像的插值处理,以满足LCoS扫描显示的要求。最后介绍了在时序彩色LCoS显示中出现的问题和难点。     

激光显示中的色域转换系统

根据激光显示的特点,推导出以三色激光(红:671nm,绿:532nm,蓝:473nm)为三基色的颜色系统与普通电视三基色系统的矩阵转换关系。利用解码模块、FPGA处理模块、编码模块为主要组成部分,设计了激光三基色系统和普通电视三基色系统的色域转换电路。介绍了如何采用FPGA实现视频彩色信号色域转换的方法和相关算法,分析了电路中各个模块的作用及整个电路的工作过程。从组成框图、硬件设计和软件流程等方面对该系统进行了详细描述。     

240Hz无滤色片液晶显示中色彩分裂现象的抑制

时序彩色显示相比于传统空间子像素显示而言,具有高分辨率低功耗等优点,但其深受色彩分裂现象的困扰,解决此问题对时序显示的发展显得至关重要。本文基于240Hz液晶显示屏,提出一种四场局域基色去饱和算法。该算法选取重心点为第4场背光基色,将亮度信息和图像强度更多分配在第4子场。通过程序仿真四场和三场局域基色去饱和算法的显示效果,设计了主观评分的感知实验来对比两种算法对时序显示图像色彩分裂现象的抑制效果。不同算法和不同分区数都对评分产生了显著影响,评分随着背光分区数增加而降低,两种算法都对色彩分裂现象的抑制效果有显著影响,且四场算法的抑制效果优于三场算法。结果表明,四场和三场局域基色去饱和算法都可以通过增加背光分区数来抑制图像的色彩分裂现象。四场局域基色去饱和算法对时序显示色彩分裂的抑制效果优于原有的三场局域基色去饱和算法。     

投影显示用LCoS显示芯片设计

首先确定了三片式投影用硅基液晶(LCoS)显示器应具备的显示性能参数,进一步提出LCoS显示芯片器件物理结构及其电路组成框图。从芯片整体角度介绍了设计方法,详述了运用CadenceEDA工具设计LCoS显示芯片的具体策略和相应步骤,给出了LCoS显示芯片的实际设计版图。     

LCoS平板微显示驱动技术研究

研究了硅基液晶(LCoS)微显示驱动电路的制备工艺、电路设计、版图绘制以及显示功能测试.采用化学机械抛光(CMP)工艺实现硅片表面平坦化方案,满足了LCoS微显示对表面平整度的要求;合理布设两层金属布线,巧妙实现遮光作用;利用剥离的方法制备Ag反射电极,解决了Ag工艺与标准CMOS集成电路工艺的兼容问题;在硅基片上制作出U形PAD,通过导电胶与公共电极ITO相接.电路设计中采用了对台阶电平计数的办法实现DA转换的功能,既降低了电路设计难度,又方便测试过程中对灰度电平的调整.制备出LCoS微显示驱动面板,实现了QVGA分辨率、16级灰度LCoS、帧频50 HZ的视频显示.     

PCF8563在电子时钟设计中的应用

PCF8563是一款内置I^2C总线接口、功耗极低的工业级多功能时钟,日历器件。采用AT89S52单片机、PCF8563时钟,日历器件及HS12864液晶显示器设计电子时钟系统。实现时间、日期的显示和调整功能。并给出相应的硬件接口电路和软件程序。该系统成本低,硬件简单,采用C语言编程,易于实现系统移植,可广泛用于机床、车辆、电话机、传真机、便携式仪器等设备。     

PCF8563在电子时钟设计中的应用

PCF8563是一款内置I2C总线接口、功耗极低的工业级多功能时钟/日历器件.采用AT89S52单片机、PCF8563时钟/日历器件及HS12864液晶显示器设计电子时钟系统,实现时间、日期的显示和调整功能.并给出相应的硬件接口电路和软件程序.该系统成本低.硬件简单,采用C语言编程,易于实现系统移植,可广泛用于机床、车辆、电话机、传真机、便携式仪器等设备.     

基于FPGA的非VESA标准视频信号转换显示系统的设计

提出了一种基于FPGA的非VESA标准视频信号转换显示系统的实现方法。经过视频信号检测、时序编解码、图像缩放和显示控制的处理,实现了非VESA标准视频信号在液晶屏上的显示。经验证,320×256分辨率时序的非标准视频信号,经过乒乓读写操作、双一维线性插值缩放算法的设计,可转换为符合VESA标准的视频信号,在640×480物理分辨率的液晶屏上指定的600×480像素区域进行显示。该方法采用单片FPGA芯片的设计实现,无需外部储存器,设计方法稳定可靠,为其他非标准视频信号的转换显示和图像缩放算法的实现提供了设计依据。     

基于SOPC技术的数字图像处理设计

本课题研究的内容是在现场可编程逻辑器件(FPGA)平台中,基于32位软核处理器NIOS Ⅱ,通过CMOS摄像头采集数据,呈现在VGA显示终端上实现图像实时采集、显示、变换、拍照存储等功能。利用FPGA的高速数据处理能力,对拍照的图片实时的采集、处理、变换;NIOS II作为微控制器,对于采集的数据以bmp格式保存到具有FAT32文件系统的SD卡上。本设计中NIOS II软核处理器是以软核的形式嵌入到FPGA中,实现了SOPC技术(片上可编程系统),在单片FPGA上实现了整个硬件算法和微控制器的控制过程。     

基于FPGA的LCoS驱动和图像处理系统设计

针对分辨率为1024×768的LCoS屏编写了VerilogHDL驱动代码,在quartusⅡ9．1平台上综合编译,并在Aftera的FPGA芯片EP3C5E144C8上进行了功能验证和实际输出信号测量。采用异步FIFO结构解决了跨异步时钟域的数据传输问题。嵌入FFTIP核后,可进一步对图像进行基于FFT的变换处理,分析图像的频谱。为计算全息3D图像处理及显示提供了硬件平台。     

集成LCoS芯片内的可编程多通道参考电压产生器

在LCoS显示芯片内集成参考电压产生器有很多优点,能产生更精确的参考电压、LCOS屏接口的外围引线更少、芯片系统的整体功耗更低、可靠性更高等.提出了集成LCOS芯片内的可编程多通道参考电压产生器的设计,分析了 LCoS 显示系统中参考电压的作用,给出了部分电路的原理图、版图以及电路低功耗的实现方法.整个电路系统有I2C接口电路、多通道寄存器、控制电路、多通道 DAC 以及多通道缓冲器组成.重点介绍了参考电压产生器中多通道 DAC 和多通道缓冲器的设计,并且用EDA设计工具完成了对部分电路原理图的设计和仿真.最后用SMIC CMOS工艺完成了电路版图的设计以及后续的ERC、DRC和LVS检测和验证.最后结果显示此电路系统能够完全满足 LCoS 显示的要求.     

基于单片LCoS的时序彩色显示系统设计及色域特性影响因素的研究

设计了一套采用单片LCo S实现时序彩色FHD(全高清)视频显示系统。依据时序彩色实现原理,给出了系统硬件设计方案,以及对数据流处理的方法。本文还重点讨论了LCo S液晶响应时间等对系统显示色域特性的影响,并在本系统平台进行了测试。实验结果表明,提升LCo S液晶响应速度特性和优选RGB三色光源是改进的主要途径。     

LCoS芯片集成参考电压源的设计

提出了一种集成LCoS芯片内的可编程多通道参考电压源的设计,简单介绍了LCoS显示系统的工作原理,给出了参考电压源部分电路的原理图、版图以及电路低功耗的实现方法。参考电压源由I2C接口电路、多通道寄存器、控制电路、多通道DAC以及多通道缓冲器组成。重点介绍了参考电压源中多通道DAC和多通道缓冲器的设计,用EDA设计工具完成了对缓冲器原理图的设计和仿真。最后用SMICCMOS工艺完成了缓冲器版图的设计以及后续的ERC、DRC和LVS检查和验证,仿真结果显示此电路系统能够完全满足LCoS显示系统的要求。     

天赐良机——LCoS与中国平板显示产业

LCoS是一种反射式微型有源矩阵液晶显示器,其有源矩阵使用CMOS技术制作在单晶硅衬底上,因而拥有了小尺寸和高显示分辨率的双重特性。本文介绍了LCoS显示器的结构和用途,展示了LCoS显示芯片的设计方法及其实际设计结果,最后综述LCoS的未来市场和现在的生产状况。     

LCoS显示技术与LCoS背投

LCoS显示技术具有很多优点,我国适合发展LCoS技术。它是在LCD和DLP之后开发出来的新技术,本文进一步分析LCoS技术在国内外的发展变化,以及取得的最新成果,最后提出LCoS背投技术发展的四个问题,并综述我国LCoS产业链的建设。     

LVDS传输电路在头盔显示系统中的应用

通过LVDS（低压差分信号）传输方案与单个LCoS（硅基液晶）分时分色显示,设计主电路与头盔结构分离的单LCoS硅片彩色头盔显示系统。利用Ahera公司的CycloneⅡ芯片作为数字逻辑控制,不但提高了系统集成度,更充分发挥了其内嵌LVDS传输特性,大大简化了头盔显示系统的电气结构,降低了头盔重量。测试表明,分离式头盔显示系统能够正常工作。     

基于LCoS芯片的微型电视系统设计与实现

介绍了LCoS芯片在电视接收系统中的应用，重点讨论了LCoS芯片的结构与特点。自主开发的LCoS模块采用模拟视频接口、兼容隔行和逐行扫描方式，可以简化系统电路设计，降低系统功耗。同时论述了LCoS微型电视机在信号接收、模拟视频处理、时序控制和音频电路等方面的特点，并给出了相关电路的设计方案。     

一种针对电容阵列的低功耗充放电方法——动态基准电平斜波充放电法

论述了一种用于主动阵列显示(如硅基液晶)的电容阵列充放电电路的降低功耗的方法,我们称之为动态基准电平斜波充放电法。这种方法利用一行电容上电平的分布特性,将一行的电容连通相互充放电,达到静电平衡,得到行平均电容。以行平均电容为基准电平,对输入信号高于行平均电平的像素进行充电,而对输入信号低于行平均电平的像素进行放电,使之达到输入信号的电平。经过计算,这种方法与一般的斜波充放电方法相比可以降低70%以上的电容充放电损耗。在头盔显示器中,由于对功耗有严格的限制,因此在头盔系统的硅基液晶显示器中采用本文所讨论的驱动方法,对于降低功耗、提高系统集成度具有重要意义。