基于IP核的多接口LCD控制器的设计及实现

为解决多输入格式视频在同一LCD上显示的问题,设计了一种基于IP核的支持多种视频输入接口的LCD控制器。采用IP核产品搭建系统的框架,系统核心控制CPU采用了Xilinx的MicroBlaze软核,以控制各IP核的初始化以及工作方式,系统对外通信通过串口实现;通过Xilinx的集成逻辑分析仪IP核ILA在线采集输入、中间以及输出数据,验证系统的可行性及数据处理的正确性。最终的实验结果表明,本文设计的基于IP核的多接口LCD控制器能够驱动LCD原屏,并且能够支持多种接口的视频输入,显示画面稳定,满足作为PC输出设备及其他接口视频监视设备的要求。     

基于TSK3000A视频采集系统IP核设计

采用了32位微控制器TSK3000A、通用Wishbone总线规范IP核和BT656视频标准等。在FPGA软核设计时,采用了基于Openbus总线的系统设计方式,利用NB2开发验证平台,在Xilinx公司的Spartan-3系列FPGA芯片上下载实现,并接入平台进行验证。该设计的系统可以将输入的模拟视频信号处理之后显示在TFT真彩LCD屏上,图像清晰,系统稳定,可移植性好。     

可配置的SOPC系统TFT-LCD控制器的设计与实现

采用Nios II嵌入式软核构建液晶屏的驱动的解决方案。在FPGA片上系统中调用嵌入式处理器Nios II软核等需要的IP核构建出TFT-LCD控制器,IP 核参数化,可以根据不同LCD屏进行配置;利用C/C++语言进行软件设计和开发,实现图片数据同步、像素数据转换、缓存、数据传输及图像显示。用SignalTap II逻辑分析仪对TFT-LCD控制器进行仿真验证。测试结果显示,所设计的TFT-LCD控制器很好的实现对TFT-LCD的控制,图片显示清晰;该设计方法简便快捷,设计的控制器可以适用于多种型号液晶屏。     

基于FPGA的自滑动同步法TFT-LCD屏TCON的实现

不同厂家、不同尺寸、不同分辨率的TFT-LCD屏与时序控制器TCON的接口不同,对应不同的差分信号格式。为了适应不同屏的图像显示,需要一种可编程的时序控制器TCON。通过在FPGA芯片上采用自滑动同步法,实现了TFT-LCD屏的TCON系统。该系统从视频处理主板输出的差分信号中提取视频数据,提出通过自滑动同步法使之与同步控制信号对齐;将提取的视频数据转换为源驱动器的输入信号,即mini-LVDS或RSDS格式的差分信号,同时产生门驱动器的时序信号;由源驱动器和门驱动器输出的信号驱动TFT-LCD屏显示图像信号。为了测试TCON的性能,使用两块FPGA电路板进行实验。一块FPGA电路板实现TCON时序控制器;另一块作为TCON的输入测试信号源,用于测试所设计的TCON性能。实验结果显示,所设计的TCON能够从LVDS视频差分数据中正确解析出视频数据,并转换为屏的源驱动器和门驱动器信号,驱动TFT-LCD屏显示视频信号。通过对比分析可知,使用自滑动同步法具有资源消耗少,功耗较低等优点。     

基于AXI4-Stream总线的数字视频接口IP核设计

针对数字视频IP核间高速流数据传输,设计并实现了一种基于AXI4-Stream总线的数字视频接口IP核,对外部输入ITU601格式的数字视频信号,将其格式转化为符合AXI4-Stream总线协议的信号,并通过IP核的主端口输出到下一级IP核的从端口。采用Xilinx ISE Design Suite 14.6软件综合设计实现,结合ISE自带ISim软件完成功能仿真,通过实际硬件电路验证了设计的正确性及可行性。     

基于分形IP核的平板显示控制器设计与应用

论述了基于分形IP核的平板显示(FPD)控制器的设计与工程实现,所设计的分形扫描控制器可用于LED、OLED、TFT-LCD等平板显示器;平板显示系统由多媒体视频显示卡、以太网视频发送卡、分形扫描控制器及显示屏四大部分组成。使用高速以太网的物理层协议技术取代传统多芯差分长线数据传送,具有高速、长距离传输的优点;扫描控制器用FPGA实现,有效提高了成像灰度等级和画面质量。通过LED平板显示器的设计与实现,说明分形扫描IP核在FPD产业应用的可行性,以及对平板显示系统灰度等级、帧频等参数提高的贡献度。     

基于ZYNQ的HDMI显示端设计与实现

高清晰度多媒体接口(High-Definition Multimedia Interface,HDMI)显示接口是嵌入式实现的视频采集及处理系统的重要组成部分,并有逐渐成为此类系统的显示端标准接口的趋势.然而在ZYNQ平台中由于没有在芯片中集成HDMI控制器,所以普遍采用模拟视频信号显示,限制了处理效果的展示和人机之间的交互.采用ADI的开源HDMI IP核以及Xilinx提供的相关IP核结合ADI HDMI发送器ADV7511,在ZYNQ平台上以软硬件协同的工作方式设计实现了HDMI显示端.方案分别基于无操作系统和Linux操作系统环境实现,其中无操作系统实现可以被移植用于一些特定场合或供硬件系统测试使用;而在Linux操作系统下,通过结合直接渲染管理器(Direct Rendering Manager,DRM),本方案可以方便Linux系统下该显示系统的移植与集成.     

基于SOPC的高分辨率显示控制器的设计与实现

针对传统嵌入式系统中处理器主频不是很高时,处理器自带的显示控制器难以驱动高分辨率的显示器的问题,提出一种基于SOPC的显示控制器的设计方案。通过在Xilinx公司Spartan-6系列FPGA的开发板上实验,在microblaze软核处理器实现对LCD显示器的驱动,验证了本设计的可行性。     

嵌入式UART的设计及FPGA验证

随着微电子技术的发展,IP核成为SOC IC设计技术的关键;UART(通用异步收发器)作为输入/输出系统中重要的基本组成部分,设计其IP核并嵌入SOC系统中具有十分重要的应用意义。采用自上而下的设计方法,设计系统各模块并集成、仿真,最后在Xilinx ISE 9.1i开发环境下进行了综合、仿真和FPGA器件下载进行硬件实现、验证。结果表明设计正确,功能稳定、可靠。UART IP核能很好的应用到SOC中去,具有很高的使用价值。     

基才FPGA的多功能LCD显示控制器设计

通过对LCD1602/LCD12864显示模块控制时序和指令集的对比分析,利用Verilog HDL描述语言完成了多功能LCD显示控制模块的IP核设计．所设计的LCD显示控制器具有很好的可移植性。只需通过端口的使能参数配置便可以驱动LCD1602/CD12864模块实现字符或图形的实时显示,并且该多功能LCD控制器的可行性也在CycloneⅡ系列的EP2C5T144C8 FPGA芯片上得到了很好的验证．     

以嵌入式8051 IP核为时序控制核心的TFT-LCD实时显示控制器

针对便携式仪器仪表对彩屏液晶显示器件依赖性逐渐增强的现状,设计并研制了以Xilinx公司生产的型号为XC3S400的FPGA芯片为硬件核心,以嵌入式8051IP核为时序控制核心的TFT-LCD实时显示控制器。采用FPGA内部的Block RAM资源对内核需要的存储器模块进行初始化配置,采用异步FIFO实现FPGA采集到的高速数据流与IP核处理速度之间的速率匹配。控制器具有较强的通用性,可以适用于多种型号液晶的控制,应用空间广阔。     

基于PXIE总线的高速CCD数字图像采集系统设计

为实现高速电容耦合器件（CCD）数字图像采集传榆,提出一种基于PXIE总线和CameraLink协议的高速图像采集系统设计方案。设计了CameraLink硬件接口电路,实现了视频数据信号的接口设计、控制信号的接12设计、串行通信信号接口设计;同时采用Xilinx公司的Virtex-5LX50T型FPGA作为PXIE传输控制器,并对IP核进行了开发,减少了外围电路设计难度。创新性地运用直接内存访问的工作方式对PXIE传输速度进行优化。实验结果表明,PXIE配置为8通道时,读取数据速率达到1504MB／s,写入速率达到了1490MB／s,可以满足高速CCD数据的传输要求。     

基于FPGA及MCU的AVS编码器设计

实现了对视频图像数据的采集﹑调度﹑实时编码及传输等功能。以FPGA实现的MCU为主控制器,对采集来的视频信号进行数据调度,将编码后的数据经I2C总线发送至上位机软件,同时对读取的码流解码,最终在PC终端上显示。根据硬件平台的结构特性,设计采用流水线结构对系统进行优化,保证了系统运行的高效性,实现了资源的最优化利用。在Xilinx Virtex-5的FPGA上实现并验证,系统可达的最高工作频率为170 MHz,且满足I帧的实时编码要求,实现高精度﹑高可靠性的AVS采编传输系统。     

基于SOPC的电网参数监测装置的设计

设计了一种基于SOPC（System on a Programmable Chip）的电网参数监测装置。该装置使用Xilinx公司FPGA控制A/D芯片同步采样经预处理后的三相电压电流信号,利用FFT IP核稳定高效的并行运算能力完成谐波计算。 Mi-croBlaze是基于Xilinx公司FPGA可参数化配置的软处理器,接受A/D芯片采样的原始数据和FFT IP核计算后得到的谐波数据,进行相关算术运算如求取三相电压电流有效值、各次谐波含有率、有功功率、无功功率和功率因数等电力参数。最后将参数计算结果送给挂在MicroBlaze嵌入式系统总线PLB上的LCD显示或通过外设RS-232传给上位机做进一步数据分析。     

基于FPGA的RS232异步串行口IP核设计

为增加系统稳定性,减小电路板面积,提出一种基于FPGA的异步串行口IP核设计。该设计使用VHDL硬件描述语言时接收和发送模块在XilinxISE环境下设计与仿真。最后在FPGA上嵌入UARTIP核实现电路的异步串行通信功能。该IP核具有模块化、兼容性和可配置性,可根据需要实现功能的升级、扩充和裁减。     

基于嵌入式通信网络的数据协调

根据量子密码通信的实际需要,构建了一套嵌入式通信网络,实现动态数据传输。选用Spartan3s 1500MB开发板,采用软硬件协同设计方法,用EDK构建了一个基于Xilinx SOPC的网络通信系统,并设计了高斯随机数IP核来生成随机数,利用该系统可以在两台PC机和FPGA板上进行高速远距离的数据传输,实现量子密码通信中的数据协调。     

基于FPGA的空间目标碰撞预警系统

为了解决空间目标与航天器发生碰撞的问题,设计了一种基于FPGA,以在轨目标三维坐标为待处理数据进行快速并行处理的目标碰撞预警系统。该系统基于Xilinx公司FPGA芯片中的内容可寻址存储器(Content Addressable Memory,CAM)IP核和MicroBlaze软核控制器,利用嵌入式开发套件(EDK)进行搭建;并设计了空间危险目标的筛选算法,同时编写了软件及硬件代码,加载到以上系统中进行实际的操作验证。验证结果表明,该系统实现了16个目标中危险目标的快速筛选功能,通过使用ChipScope逻辑分析工具进行波形分析,可知系统执行一次筛选操作所需时间为1.8 s。     

PCI总线主控制器IP的设计

本文讨论一个PCI总线主控制器IP核的设计与验证，描述了该IP核的控制通路和数据通路设计、电路的功能仿真、综合以及验证等过程。结果表明，该IP核在功能和时序上符合PCI技术规范2．2版本，达到了预定的目标。     

基于FPGA的工业数字摄像机系统的设计

针对传统工业数字摄像机的灵活性差、实时性差等缺点,设计了一种基于FPGA的工业数字摄像机系统。将工业数字摄像机与FPGA结合起来,利用FPGA通过I2 C总线接口控制器控制图像传感器采集图像数据,然后将Bayer格式图像转化为RGB格式图像,通过调用Altera IP核DDRII SDRAM controller with ALTMEMPHY和FIFO存储器设计了DDR2SDRAM的接口,将图像数据缓存到DDR2存储器中,最后通过SPI总线接口在液晶屏上显示图像,可达到53帧/s图像的速度。系统代码共需约5 000个逻辑单元,3 704个寄存器,117个引脚。将设计代码下载到系统芯片中后,系统可以清晰显示所拍到的画面。设计结果表明,基于FPGA的工业数字摄像机设计灵活,易于移植,可实现高速图像采集和传输。