基于S1D13506芯片的图像控制器的设计

图像控制器采用EPSON公司的S1D13506芯片实现。S1D13506是EPSON公司推出的彩色LCD／CRT／TV图像控制器，其主要特性有：

较低的功耗和极低的工作电压，可以满足移动多媒体、手持设备的图像控制；

在16bpp下达到800×600像素的分辨率；

支持TFTiD－TFT显示，在18bitTFT下有64K真彩色；

支持NTSC和PAL两种TV输出方式；支持位块传输。

SlD13506的内部功能如图1所示，从图中可以看出，SlD13506的内部结构主要围绕2D图像驱动模块组成，对上层微处理器有主机接口模块负责和CPU的接口，同时有多媒体卡接口负责和数码相机的接口。2D模块对下层显示器有两条通道，一条负责和LCD液晶显示器连接，由LCD管道、LCD发射器、LCD接口组成，另外一条负责和CRT／TV普通显示器的连接，由CRT／TV管道、CRT／TV发射器、CRT／TV编码、合成器以及数模转换器DAC组成。为了加快图像处理的速度，2D模块还带有MEM控制器，通过该控制器可以外接DRAM，增大显存空间。

S1D13506和0MAP5912的连接是系统硬件连接的关键，其具体连接如图2所示。使用OMAP5912的EMIFS接口连接SlD13506。EMIFS是0MAP5912的慢速外部存储器接口（External Memory Interface Slow），可以方便地和外部FLASH、异步SRAM等设备连接。本系统的S1D13506模块传输图像信号，每秒传输24帧800×600像素分辨率的图像，传输速率只需要11.53 Mbit／s，0MAP5912的EMIFS接口适合满足其速度要求。

图1 S1D13506内部功能框图

图2 SlD13506和OMAP5912的硬件连接

SlD13506和OMAP5912的EMIFS连接，S1D13506作为OMAP59l2的外部16位从异步设各。由于OMAP5912的内部数据总线宽度为32位，而SlD13506的数据总线宽度为16位。为此，OMAP5912只在低16位发送数据。此外，OMAP5912使用通用I／O引脚控制SlD13506的复位信号，当连续多次未收到SlD13506的响应信号时，OMAP5912可以软仵复位SlD13506，从而避免通信的死锁现象。

S1D13506和外扩的DRAM以及显示器的连接如图3所示。图中，CLKI为33。333MHz时钟，CLK2在NTSC模式下为14．3 1 81 8MHz时钟、在PAL模式下为17，734475MHz时钟，BCLK为80MHz时钟。通过这3个外部时钟，SlD13506对这些时钟进行分频、倍频以及两者的组合，最终提供各种显示器需要的4个时钟信号，分别为主时钟、LCD时钟、CRT／TV时钟以及多媒体卡时钟。不同的显示器对这些时钟的最终频率的要求不同，均可以通过S1Dl3506的内部寄存器进行设置。

S1D13506和CRT／TV有两种连接方式，图3中右上为s端子接口，S1D13506只需要将亮度、对比度和色饱和度输出即可。图3中右下为普通CRT电视接口，S1D13506输出Red、Green、Blue以及水平和垂直信号即可。S1D13506和LCD的连接如图4所示，LCD显示器为数字接口，S1D13506必须提供数字接口，图4是和16位单LCD显示器接口，此外还有4位单LCD、8位单LCD、8位双LCD、9位TFT、16位单LCD、16位双LCD以及12位TFT接口，这些接口方式和图4的连接方式略有区别，主要在于数据信号的连接不同。此外，SlD13506还提供移位信号、帧信号、线信号到LCD显示器。

图3 S1D135O6的硬件连接

图4 S1D135O6和LCD的连接

S1D13506和CRT／TV的连接属于模拟信号传输，为了提高图像信号的传输质量，必须在模拟量输出端加上La滤波电路，滤波电路的设计如图5所示。图5中上端滤波电路为RGB输出使用，也可以为s端子的三线使用；图5中下端滤波电路为水平和垂直信号使用。图中L1和L2为100MHz／100Ω的磁珠，磁珠和电阻电容组成冗型带通滤波网络，第一个转折频率为1／2冗RC，其中R为SlD13506的输出电阻，C为图中的C1或者C3电容；第一个转折频率也为1／2nRC，其中R为磁珠的阻值，根据频率变化，C为图中的C2或者C2电容。图中两个二极管组成钳位电路，保证电压处于0～vac之间。

图5 滤波电路设计

S1D13506的软件包括一系列对图像操作的函数，这些函数的源代码均可以在SlD13506的文档资料（Datasheet）中得到。其包括的主要函数都是围绕位块传输（BitBLT，Bit BlockTransfers）操作完成，名称与功能如表1所示。

表 BitBLT操作函数及其功能