Z228的LCD系统设计

  上海杰得微电子自主开发的Z228多媒体应用处理器是中国第一款 0.13微米的多媒体应用处理器，内含ARM926EJ处理器内核和支持MPEG-4格式的硬件全双工编解码器，支持VBR（可变码率）、CBR（固定码率）、VFR（可变帧率）、CFR（固定帧率）、RVLC（逆向可变长编码）等多种功能，可以在VGA@30fps的情况下流畅完成全双工实时编解码。

      除此之外，Z228还拥有丰富的外围接口，标准的LCD接口，支持众多公司的LCD模块；多种存储卡接口，可以支持市面上流行的存储卡SD、MMC、CF等记忆卡；USB OTG接口控制器；支持CCD/CMOS感光组件的连接；拥有许多通用接口，例如I2C, UART, SPI等等，有利于和其它器件的连接和配合；提供4组RS232串行端口、1组JTAG口，让周边装置的支持趋于完整，也有利于帮助PMP设计者研制更加灵活的便携式媒体播放器产品。

      基于Z228多媒体处理器的PMP系统可以实现的功能有：MPEG-4播放、电视节目录制、音频播放、录音、图片显示、游戏、拍摄、FM接收、红外遥控、存储等。根据这些功能，图2给出了该系统架构框图，从图中可以清楚的看出各子模块与Z228的连接关系。

图1 芯片框架图

                                                       图2 系统框架图
       而其中，PMP的LCD屏最能直观体现产品效果和性能，这也是影响消费者选择的最重要的因素之一。本文将详细介绍该款产品中LCD的具体设计。基于Z228处理器的PMP参考方案的LCD硬件设计框图如图所示，主要由五部分组成：LCD控制器、液晶显示屏LCD、背光驱动电路、偏置电压电路以及VCOM的驱动电路。

                                                          图3LCD硬件设计框图

      液晶显示屏LCD

       Z228可以和当前市场上流行的几乎所有液晶显示屏兼容。在本文中，我们以Samsung公司的3.5寸TFT有源彩色液晶显示器LQ035Q7DB02为例。

        LQ035Q7DB02采用24位工作模式，即RGB888，分辨率为320*240，26万色，整个屏幕图像细腻，颜色鲜艳。由于Z228的LCD控制器与该屏接口在数据格式及显示时序上可以无缝连接，因此无需额外时序控制IC，只需在硬件设计时对不同数据格式的数据接口进行映射，这使得整个LCD部分的设计异常简洁。

        Z228的 LCD控制器引脚组成

       CLD[23～0]：24位数据线，R、G、B色度信号的数据线分别为8位、8位和8位；
       CLCP：点时钟(Pixel clock)，用于把每一点的数据送入移位寄存器，该时钟为6.6MHz；
       CLLP：STN下的行时钟，用于指示一行数据由移位寄存器到显示驱动芯片传输完毕，并使行指针加1； TFT下为水平同步信号；
       CLFP：STN下的帧时钟，用于指示一帧图像的开始，同时把行指针置于显示屏的第一行； TFT方式下就是垂直同步信号；
       CLAC：STN下的AC偏置驱动； TFT下的输出允许信号，用于指示数据信号在时钟信号的同步下锁存到引脚。
      CLPOWER：控制LCD屏的电源开关。

       具体连接线路可参考下图所示。

       背光驱动电路

        该LCD的背光是由六个白光二极管串联而成，因此通过给背光的电压比较高，电流在20mA左右。设计中使用TI 的TPS61040来实现该背光驱动电路。

      偏置电压电路

       这款LCD的偏置电压有两种，＋18V和－10V, 尽管电压比较高，但电流却不大，基于成本考虑，同样采用TPS61040来产生这两组电压，供屏作为偏置使用。

       VCOM驱动电路

       VCOM是用于调节LCD屏的色彩饱和度和抖动的信号。这个信号由屏给出，需要通过驱动电路进行阻抗变换后才能供屏使用。方案中采用National的运放LM8262进行变换，将屏输出的周期为125us,高电平为3.3V，低电平为0V（图中红色方波）信号变换到高电平为3.8V，低电平为0.3V（图中绿色方波）信号。下图分别是VCOM驱动电路及PSICE仿真的结果。