基于LED显示控制系统的SDRAM控制器的设计--液晶与显示.docVIP

基于LED显示控制系统的SDRAM控制器的设计 郑喜凤1，尹柱霞1,2，严飞1,2 （1.长春光学精密机械与物理研究所 ,吉林省长春市 130033 2.中国科学院研究生院 , 北京 100039） 摘要：本文主要介绍了应用在LED显示控制系统中的SDRAM控制器的设计，整个系统实现了256×64个像素点的实时显示控制，采用现场可编程逻辑器件（FPGA）作为系统的硬件载体，本系统使用的是XILINX公司的XC3S250E。动态内存的采用打破了静态RAM的使用局限，达到了频率高，空间大且成本低的目的。本控制器采用VHDL语言进行编写，核心部分是由状态机组成，并采用新颖的读写方式来提高系统的总线利用率，系统性、通用性较好。 关键字：LED显示控制系统；SDRAM控制器；现场可编程逻辑器件；VHDL 中图分类号：TP333.8 文献标识码：A 文章编号： Design of SDRAM Controller based on LED Display Control System ZHENG Xi-feng1，YIN Zhu-xia1,2，YAN Fei1,2 Changchun Institute of Optic, Fine Mechanics and Physics, Chinese Academy of Sciences, Changchun, Jilin, china, 130033 Graduated School of Chinese Academy of Sciences, Beijing, china, 100039 ) Abstract：This article introduces the design of SDRAM display controller which is applied in LED control system, the whole system achieved a 256×64 pixels real-time display control, FPGA is used as a vector hardware. the system used XILINX’s XC3S250E. The use of Dynamic memory breaks the limitation of static RAM, reached a high frequency, low cost and space. The controller prepared by VHDL language, the core part of the state machine, the introduction of reading and writing modern methods to improve system’s bus utilization, systemic and universal good. Key：LED display control system，SDRAM controller，FPGA，VHDL 1 引言 进入21世纪以来，显示技术作为人机联系和信息展示的窗口已应用于社会生活的各个方面。LED作为一种新型的显示设备，从一问世，就引起了世人的极大关注。提高技术 ,降低成本成为LED显示技术的追求目标。由此SRAM数据量小，频率低以及价格高等缺点已经促使它逐渐被SDRAM所取代，SDRAM的存储容量和频率都有很大优势。 整个系统采用XILINX公司的FPGA（现场可编程逻辑器件）——XC3S250E来实现逻辑设计，它具有功耗低、体积小、集成度高、速度快等优点，并使用ISE10.1进行软件开发，同时结合Pro ChipScope在线逻辑分析仪对数据进行在线调试。SPARTAN 3E系列的这款XC3S250E有158个可用IO，216Kbit的嵌入式RAM和38Kbit分布式RAM块，以及4个数字时钟管理器 (DCM)SDRAM用电容充放电来存储数据，电容器有无电荷分别表示二进制的1或0，则电容器有自然放电的趋势，因此SDRAM需要周期充电、刷新来保持数据，这将提高操作难度。下面将简要介绍一下SDRAM的工作原理。 模式寄存器的设置 在每个SDRAM芯片内都有一个逻辑控制单元，并且有一个模式寄存器为其提供控制参数。因此，每次重新上电时SDRAM都要先对这个控制逻辑核心进行初始化，也就是模式寄存器（MR，Mode Register）的设置，简称 MRS。利用地址线提供不同的 0或1信号来获得不同的参数。具体的定义如表1所示： 表1 模式寄存器 Table 1 Mode Register A10 A9 A8-A7 A6-A4 A3 A2-A0 Reserved