浅谈嵌入式系统的VGA接口设计

CH7004C片内有25个寄存器。寄存器是中央处理器内的组成部分。寄存器是有限存贮容量的高速存贮部件，它们可用来暂存指令、数据和位址。在中央处理器的控制部件中，包含的寄存器有指令寄存器（IR）和程序计数器（PC）。在中央处理器的算术及逻辑部件中，包含的寄存器有累加器（ACC）。寄存器的功能十分重要，CPU对存储器中的数据进行处理时，往往先把数据取到内部寄存器中，而后再作处理。外部寄存器是计算机中其它一些部件上用于暂存数据的寄存器，它与CPU之间通过端口交换数据，外部寄存器具有寄存器和内存储器双重特点。有些时候我们常把外部寄存器就称为端口,这种说法不太严格，但经常这样说。其中比较关键的是Display Mode,Input Data Format,Sync Polarity三个寄存器。Display Mode显示模式寄存器，片内地址0X00,输入分辨率为640×480,由芯片手册，可选模式从Mode13到Mode17均可。实验中选择的是默认的Mode17,对应参数为0X6A.Input Data Format输入数据格式寄存器，片内地址是0X04,因为输入的数据格式为RGB565,且需打开pass-through模式，故对应参数为0X20.Sync Polarity同步信号极性寄存器，片内地址0X0D,根据输入的Hsync和Vsync的极性来设定，如果是均为负脉冲，则把VSP位和HSP位都置0;如果均为正脉冲，则把VSP位和HSP位都设置为1.实验中，把S3C2410A的LCD控制器的同步信号极性均设为低电平有效，故参数为0X00.

S3C2410A的LCD控制器设置

作为输出源，S3C2410A的LCD控制器也需要进行相应设置。需要的输出分辨率是640×480,16位色（RGB565格式），刷新率60Hz.一共有LCDCON1到LCDCON5共5个寄存器需要设置，具体参数要参考VGA时序规范和LCD时序图（图1）。所需设置的寄存器如表2.

表2 S3C2410A的LCD控制器中需要设置的寄存器

S3C2410A的LCD控制器设置

实验及数据

实验中，选择的操作系统嵌入式Linux,内核版本2.4.18,图形系统是Qtopia 1.7.0.bootloader选用的韩国MIZI公司的vivi.上电后，vivi将进行初始化，其中包括设置CH7004,然后再引导进入Linux.对CH7004的操作，完全可以看作对一个IIC接口的EEPROM来进行，即I2C,一种总线结构。IIC 是作为英特尔IC 的互补，这种总线类型是由菲利浦半导体公司在八十年代初设计出来的，主要是用来连接整体电路（ICS） ,IIC是一种多向控制总线，也就是说多个芯片可以连接到同一总线结构下，同时每个芯片都可以作为实施数据传输的控制源。这种方式简化了信号传输总线。例如：内存中的SPD信息，通过IIC,与BX芯片组联系，IIC 存在于英特尔PIIX4结构体系中。可专门定义一个函数IIC_Write（）来写数据。例如对IDF寄存器的设置为I2C_Write（0xec,0x04,0x20）。设置好后，CH7004的所有寄存器数据如表3.

实验中还发现，设定SPR同步信号极性寄存器时，如果都设同步信号为正脉冲有效，接显示器也能正常显示，但是有闪烁。负脉冲有效则无这种情况，故推荐均设置为负脉冲有效。

表3 正常工作时，CH7004C的各个寄存器读出的数据

结语

本文提供的LCD接口转换为VGA接口的解决方案，经过实际验证，切实可行。在Linux和Windows CE 4.2两种嵌入式操作系统下均进行了测试，Linux是一类Unix计算机操作系统的统称。Linux操作系统的内核的名字也是Linux.Linux操作系统也是自由软件和开放源代码发展中最着名的例子。严格来讲，Linux这个词本身只表示Linux内核，但在实际上人们已经习惯了用Linux来形容整个基于Linux内核，并且使用GNU 工程各种工具和数据库的操作系统。Linux得名于计算机业余爱好者Linus Torvalds.Linux下VGA显示器的画面非常稳定；在Windows CE 4.2下基本稳定，略有闪烁。该方案最大特点在于让嵌入式系统直接支持VGA显示器，具备较大的实际应用意义。

图3 Linux下外接VGA显示器