显示控制器SSD1906与AT91RM9200的接口技术

引言

　　SSD1906是Solomon公司推出的一款中小规模的显示控制芯片。这款显示控制芯片集成了显存及时序电路,因而为手持设备和消费电子领域提供了一个低成本、低功耗的单芯片解决方案。AT91RM9200是Atmel公司推出的一款基于ARM9的嵌入式处理器,时钟频率为180MHz。AT91RM9200处理器内部没有集成LCD控制器,因而需要通过专用的显示控制器,实现LCD显示。本文介绍SSD1906显示控制器在基于AT91RM9200微控制器的嵌入式系统中的具体应用。

1 SSD1906显示控制器介绍

　　SSD1906显示控制芯片,内部集成了256KB的SRAM显存,可以支持单色和彩色LCD,以及多种有源和无源面板。SSD1906还具有强大的总线兼容性,可与多种类型的MCU连接。此外,SSD1906提供的功能还包括虚拟显示、浮动窗口(窗口大小可变)显示,并支持两个光标,可以减少软件的操作。32位的内部数据通道,可以提供高带宽的显示内存,以实现快速的屏幕刷新。SSD1906还具有单电压供电的优点。

　　SSD1906显示控制器的另一个特点,是具有很短的CPU访问延迟时间,因而可以支持无READY/交互信号的微处理器。此外,SSD1906支持单时钟信号输入,即总线时钟(BCLK)、内存时钟(MCLK)和像素时钟(PCLK)都可以由时钟输入CLKI得到。这款显示控制器对MCU的类型和操作系统没有具体要求,因而是实际应用中的一个理想的显示解决方案。基于SSD1906的显示控制系统结构如图1所示。

图1 基于SSD1906的显示控制系统结构

1.1 总线兼容性

　　SSD1906显示控制器兼容多种类型的MCU接口,特别是对现在常用的嵌入式处理器,基本上都可以实现无缝连接。对于不同的总线接口,SSD1906内部提供了多个时序控制寄存器,可以根据不同接口的时序要求,进行相应的配置。SSD1906支持的MCU总线接口类型包括：具有信号的通用#1型和通用#2型总线接口;Intel StrongARM/Xscale;Motorla MX1 龙珠;Motorola MC68K;Motorla 龙珠 MC68ez328/MC68VZ328;日立SH-3和SH-4。

　　除了支持16位和32位的处理器以外,SSD1906还可以支持8位的处理器。SSD1906内部集成了256KB的显存,支持寄存器在内存中的映射;通过M/输入信号,选择访问内存地址空间,或者访问寄存器地址空间。此外,通过18位地址总线,MCU可以直接访问SSD1906内部连续的256KB显存。

1.2 显示支持与显示模式

　　SSD1906显示控制器支持多种类型的LCD接口,包括4/8位单色STN接口;4/8位彩色STN接口;9/12/18位有源矩阵TFT接口。此外,SSD1906还可以直接支持18位Sharp HR-TFT接口(160×160,320×320)。

　　SSD1906支持1/2/8/16bpp四种色深。对于单色无源LCD面板,SSD1906还具有64个灰度级;对于无源STN面板和有源矩阵TFT面板,SSD1906都可以支持多达256K颜色。此外,SSD1906还支持多种分辨率,包括320×320,160×160和160×240(其中色深为16bpp)。

1.3 显示特性

　　在显示特性方面,SSD1906支持显示旋转模式,通过对SSD1906内部相应控制寄存器的设置,可以实现显示图像的90°、180°和270°硬件旋转。同时,SSD1906还支持虚拟显示,即显示的图像尺寸可以比实际选用的LCD面板大。用户可以通过上下和左右滚动屏幕,实现完整图像的观看。

　　SSD1906显示控制器支持浮动窗口显示模式。在这种模式下,主显示窗口中可以同时显示一个浮动窗口,这个浮动窗口可以位于主窗口的任意位置,具体可以通过浮动窗口控制寄存器进行设置。此外,SSD1906还支持两个硬件光标(只支持4/8/16bpp),并支持双缓存/多页模式,因而可以显示流畅的动画,并可以实现实时的屏幕刷新。

2 AT91RM9200微控制器

　　Atmel公司的AT91RM9200是基于ARM Thumb的ARM920T微控制器,时钟频率为180MHz时,运算速度可以达到200MIPS。AT91RM9200内部分别有16KB的数据缓存和指令缓存,具有存储器管理单元(MMU)。此外,AT91RM9200内部还包括16KB的SRAM和128KB的ROM,具有外部总线接口(EBI),支持SDRAM、静态存储器、Burst Flash、CompactFlash、SmartMedia以及NAND Flash。

　　AT91RM9200微控制器提供的系统外设包括：增强的时钟发生器和电源管理控制器;2个具有双PLL的片上晶振,低时钟操作模式以及通过软件实现的电源优化功能;具有4个可编程的外部时钟信号;系统定时器包括定时中断、看门狗和第二计数器;具有报警中断的实时时钟;具有调试单元、两线UART,并且支持调试通信通道;具有8个优先级的高级中断控制器,可独立屏蔽的向量中断源,具有伪中断保护功能;拥有7个外部中断源和1个快速中断源;4个32位的PIO控制器,多达122条可编程的I/O线,每条I/O线具有输入变化中断和漏极开路电容;具有20个通道的外围数据控制器(PDC)。

3 硬件设计

3.1 SSD1906的总线接口

SSD1906显示控制器可与多种MCU