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基于Z228多媒体处理器的便携式媒体播放器（PMP）LCD系统设计

2007-10-23 嵌入式在线收藏 | 打印

随着时代的进步，人们对娱乐的需求已经从简单的听觉满足逐渐过渡到对视觉的全方位享受。这其中既包括分辨率越来越高的高清晰度电视，也有具备拍照、摄录像等功能的便携式媒体播放器（PMP）。

根据权威机构预测，2006年仅在中国市场，PMP的发展速度就将达到310％左右；而到了2008年，整体市场规模将突破100亿元。

当前市场上最主流的PMP都支持MPEG-4标准视频格式的播放。MPEG-4技术的出现使得高品质视频能够被压缩得更小，而且由于推出时间长、支持公司众多，用户能够很方便地获得这方面的影片资源。因此，MP4播放器需要一个相当强大的解码处理芯片来完成对视频文件的解码过程，对芯片计算能力要求很高。同时，由于MP4播放器属于便携设备，还需要芯片整合许多功能（如支持LCD显示，CF、SD存储卡，USB通讯等）且能耗较低。

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。