ARM嵌入式平台的VGA接口设计(ADV7120)
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2020-12-10
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ARM嵌入式平台的嵌入式平台的VGA接口设计接口设计(ADV7120)
大多数嵌入式产品的显示终端都选择LCD，但在某些需要大屏幕显示的应用中，工业级LCD的价格比较昂贵，
且现有的大屏幕显示器(包括CRT显示器和LCD显示器)一般都采用统一的15针VGA显示接口。三星公司ARM9芯
片S3C2410以其强大的功能和高性价比在目前嵌入式产品中得到广泛的应用。笔者在开发基于ARM嵌入式平台
的血液流变测试仪的过程中，成功地利用高性能视频D／A转换芯片ADV7120，将S3C2410自带的LCD扫描式接
口转换为VGA接口，使之能够驱动VGA接口的显示器。 1 VGA接口介绍 近年来，业界制定出了众多数字化的显
示接口协议，较为典型的是DVI(Digital Visual
大多数嵌入式产品的显示终端都选择LCD，但在某些需要大屏幕显示的应用中，工业级LCD的价格比较昂贵，且现有的大屏幕
显示器(包括CRT显示器和LCD显示器)一般都采用统一的15针VGA显示接口。三星公司ARM9芯片S3C2410以其强大的功能和
高性价比在目前嵌入式产品中得到广泛的应用。笔者在开发基于ARM嵌入式平台的血液流变测试仪的过程中，成功地利用高
性能视频D／A转换芯片ADV7120，将S3C2410自带的LCD扫描式接口转换为VGA接口，使之能够驱动VGA接口的显示器。
1 VGA接口介绍
近年来，业界制定出了众多数字化的显示接口协议，较为典型的是DVI(Digital Visual Interface)。由于数字接口的标准还未统
一，厂商支持各自的标准，导致数字接口的标准迟迟未定。VGA接口是一个模拟信号接口。作为在显示领域多年的接口标
准，直到今天它仍是所有显示终端最为成熟的标准接口，现在某些高端的电视也支持VGA接口。
15针VGA接口信号定义如表1所列。除了2个NC信号、3根显示数据总线和5个GND信号，比较重要的信号是3个RGB彩色分量
信号和2个扫描同步信号HSYNC和VSYNC。VGA接口中彩色分量采用RS343电平标准。RS343电平标准的峰峰值电压为1
V。该标准定义的4个电平范围是：
白电平--+0.714 V；
黑电平--+0.054 V；
消隐电平--0 V；
同步电平---0.286 V。
2 S3C2410 LCD控制器简介
三星公司的ARM9芯片S3C2410功能强大，性价比高，在目前的嵌入式产品中得到了广泛的应用。S3C2410带有LCD控制
器，可以很方便地控制驱动扫描式接口的LCD显示。
2.1 引脚功能信息
LCD控制器提供了扫描式数据传输引脚和时序控制引脚，具体描述如下：
VFRAME／VSYNC--LCD控制器和LCD驱动器之间的帧同步信号。该信号告诉LCD屏新一帧开始了。LCD控制器在一帧显示
完成后立即插入一个VFRAME信号，开始新一帧的显示。
VLINE／HSYNC--LCD控制器和LCD驱动器之间的行同步脉冲信号。该信号用于LCD驱动器将水平线(行)移位寄存器的内容传
送给LCD屏显示。LCD控制器在整行数据移人LCD驱动器后，插入一个VLINE信号。
VCLK--LCD控制器和LCD驱动器之间的像素时钟信号。LCD控制在VCLK的上升沿处送出数据，LCD驱动器在VCLK的下降沿
处采样。
VM／VDEN--LCD驱动器的AC信号。VM信号被LCD驱动器用于改变行和列的电压极性，从而控制像素点的显示。VM信号可
以与每帧同步，也可以与可变数据的VLINE信号同步。
VD[23：0]--LCD像素数据输出端口。
2.2 寄存器
S3C2410的LCD控制寄存器主要有：LCDCON1寄存器、LCDCON2寄存器、LCDCON3寄存器、LCDCON4寄存器、
LCDCON5寄存器。这些寄存器的设置与显示屏信息、控制时序和数据传输格式等密切相关，在设计中需要根据显示设备的具
体信息正确设置这些寄存器才能使S3C2410正常控制驱动不同的显示屏。
2.3 内部结构
S3C2410的LCD控制器用来传输图像数据并产生相应的控制信号，由REGBANK(控制寄存器组)、LCDCD-MA(专用DMA)、
VIDPCS(视频信号处理单元)、LPC3600和TIMEGEN(时序信号产生单元)组成，如图1所示。其中REGBANK包含17个可编程
寄存器和几个256×16的调色板存储器，用来配置LCD控制器并设置相应的参数；而LCDCDMA提供了视频信号的快速传输通
道，自动通过系统总线从系统帧缓存中取出视频数据并传输到视频信号处理单元；VIDPCS将专用DMA中取出的信号整形并提
高驱动能力等处理后，输出到外部数据端口VD[23：0]；TIMEGEN和LPC3600负责产生LCD所需要的控制时序。
3 VGA接口设计
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