1. 研究目的与意义
随着社会信息化的不断发展，人类与信息的交互不断深入，而视觉是人类获取外部信息的最重要手段之一。显示技术是一种将各种各样的信息转换为视觉信息的技术，在信息技术的发展过程中占据了十分重要的地位。显示器件的发展是显示技术最直接的体现，它根据不同的物理原理将电子信息转换为人类视觉所能接受的信息。
lcd是采用了液晶控制实现显示的显示器，与传统的crt显示器相比，lcd具有以下一些优点:低压低功耗、被动型显示、平面型显示、无电磁辐射、显示寿命长及结构简单。完整的液晶显示系统包括：lcd屏、lcd驱动器和lcd控制器，其中lcd屏显示驱动通常由厂家组装为一个模块，称为液晶显示模块，而液晶显示控制器可设计成单独的数字电路。液晶显示器产业的蓬勃发展必然带动了液晶显示控制器等外围电路ic的发展。
lcd控制器是mcu与液晶显示屏之间的接口，既可以受mcu控制而操作，又可以脱离主机独立完成控制lcd驱动芯片驱动液晶显示屏的工作。其主要作用是为lcd显示屏提供时序控制和显示数据。它的出现使mcu摆脱繁琐的显示控制，从而提供系统的整体性能。fpga技术的出现及迅速发展，为利用软件实现大规模数字电路设计提供了便利，降低了数字电路的设计周期和相关产品的成本，性能稳定，具有一定的开发价值。
2. 国内外研究现状分析
此次基于fpga的液晶显示控制器的设计，用vhdl硬件描述语言，对液晶显示控制模块和同步显示模块进行描述，并在sopc系统中搭建lcd显示模块，为硬件系统的灵活配置和软件系统的灵活设计提供便利，同时也有利于系统的优化和升级。该系统以fpga为控制核心，具有稳定性能好，便于用户修改和移植等特色及优点。lcd显示控制器的低功耗设计与物理实现、控制器的设计与验证方法
经过四十年左右的发展，液晶显示行业呈现出技术密集度高、劳动密集度高和资本密集度高的特点，已经逐渐形成了成熟的产业链，下游产品强劲的市场需求必然带动了上游lcd控制器的发展。整个国际市场上，lcd控制芯片和生产主要由欧美、日韩和中国台湾几个地区主导，由于中国内地对lcd控制芯片的研究比较滞后，因此相关产品仍然主要依靠国外进口。目前，国内多个高校已经开始对lcd控制芯片进行相应的研究，其中华中科技大学以武汉亚芯微电子有限公司的ami-pegasus系列芯片为项目来源，对lcd控制芯片进行了较全面的研究，包括：stn/tft-lcd显示控制器的系统研究和设计、lcd显示控制器的低功耗设计与物理实现、控制器的设计与验证方法学，获得了比较大的进展；①规模越来越大，集成密度越来越高。 早期的fpga规模只有几千门，2006年5月份，xilinx公司推出世界第一个65nmfpga系列virtex-5。基于65nm三级栅氧化层技术、11层铜布线工艺、低k材料、新型镍硅自对准技术、新型express fabric技术和asmbl架构，可以提供33000个逻辑单元和1200个用户i/o。②速度不断提高，性能不断提升。xilinx2006年推出的virtex-5lx性能和利用率都很高，同时功耗大幅度降低。vietex-5lx fpga比上一代90nm fpga提供高出30%的性能，少占用45%的硅片面积，以及提供比上一代90nmfpga低35%的业界最低动态功耗。virtex-5 lx系列还通过性能优化的ip块拥有了550mhz时钟频率。stratixiii比前一代器件快25%，密度是前一代fpga的2倍，功耗降低了50%，支持死十多个i/o接口标准，具有业界一流的性能、灵活性和信号完整性。③价格越来越低。fpga市场的激烈竞争推动了价格的不断下调。基于sram的fpga的价格下降很快，每1万门的单价在2004年底降至1美元，到2005年降至0.5美元。altera公司于2005年第二季度开始批量生产的低端fpga cycloneii，其约33万门的产品将以22美元的价格供货。相当于每一万门的单价为0.65美元左右。④向可编程系统芯片（sopc）方向发展。 可编程系统芯片具有asic的高集成度、低功耗、小尺寸、低成本的优点。同时具有fpga的低风险、灵活和快速上市的优点。altera推出的支持新款cyclone ii fpga系列的nios ii嵌入式处理器，允许设计者在很短的时间内构建一个完整的可编程系统芯片、风险和成本比中小规模的asic小。实现psoc主要有两种途径，一种是在fpga中嵌入专用功能的ip核，实现soc的功能，另一种是将可编程逻辑ip核，实现soc的功能，另一种是将可编程逻辑ip核嵌入到soc中。另外西北工业大学、浙江大学、东南大学也分别针对lcd控制器的特定问题展开研究，也取得了一定的成果。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容：
芯片指标
①基本指标
4. 研究创新点
此次基于fpga的液晶显示控制器的设计，用vhdl硬件描述语言，对液晶显示控制模块和同步显示模块进行描述，并在sopc系统中搭建lcd显示模块，为硬件系统的灵活配置和软件系统的灵活设计提供便利，同时也有利于系统的优化和升级。该系统以fpga为控制核心，具有稳定性能好，便于用户修改和移植等特色及优点。
在众多液晶显示应用中，液晶显示屏的种类往往不尽相同，因而液晶显示控制器的功能也各不相同，尤其是工业或仪器显示等非消费类嵌入式领域，使用的液晶显示控制器通常会有一定的针对性。fpga是超大规模集成电路和可编程器件技术的发展产物，由于其灵活的可重配特性、系统构建的快速以及其不断提高的性能和日益降低的成本，为设计一个灵活的液晶显示控制器提供了基础。因此基于fpga的液晶显示控制器必然会有很大的发展前景。
