浅谈Intel PXA27x 处理器在智能手机LCD的设计方案

　　液晶屏设计的好坏直接关系到智能手机的整体性能表现，然而液晶显示屏种类繁多，工程师需要针对各种显示屏的时序匹配、电源要求以及控制器的不同特点进行设计。本文介绍了Intel PXA27x 处理器内部集成LCD控制器的特点、驱动实现方法以及相关的电源设计，并提出了电磁兼容设计建议。

　　Intel公司推出基于Intel XScale技术的新系列处理器PXA27x系列，能处理多种无线宽带接入窗体，有足够的计算能力，给手机提供全运动视频会议功能，使PDA有DVD质量的播放功能。

　　PXA27x系列处理器包括有整套新技术，能满足手机和无线PDA的多媒体、低功耗和安全性的需求。该处理器采用了许多新技术满足手机和PDA用户的需要。它集成了Intel无线MMX技术，提供用于3D游戏和先进视频的额外性能，同时延长了电池的寿命。新器件还采用无线Intel SpeedStep技术，通过智能地管理电压和频率，节省了功率。

　　通过Intel无线信赖平台，新处理器还集成了重要的安全特性，提供诸如信赖引导、私人信息的安全存储和密码键的服务，支持共同的安全协议。为了增加手机照相功能和质量，还集成了Intel 快速捕捉技术，支持照相机提供400万或更高像素的图像质量。

　　PXA27x处理器能提供时钟速度在312到624MHz的多种时钟配置，以及64Mb堆栈Intel StrataFlash存储器。Intel 2700G具有使图像轮廓鲜明的匀边功能和高分辨率（达SXVGA）双显示功能，使商业用户能同时观看两个不同的图像。

　　智能手机市场正处于高速增长时期，市场研究公司Gartner预测，随着掌上电脑需求的下降，智能手机销售量2004年将增长到1400万部，增长率达140%,预期到2007年将大幅成长至4500万。面对日益成长的智能手机市场，各家芯片厂商都相继推出具有各自特色的芯片方案。多媒体应用也成为下一代手机一大亮点，在手机上看电影、看电视、玩游戏等是下一代手机的发展趋势。

　　Intel PXA27x 处理器是一款具有较好多媒体应用效果的处理器，利用该处理器甚至可以令终用户获得在移动通讯设备上的3D游戏体验。下面详细介绍一下基于PXA27x 处理器的智能手机中LCD的设计与实现。

　　LCD屏设计

　　基于Intel PXA27x 处理器的LCD硬件设计电路如图所示，主要由三部分组成：LCD控制器、时序 IC LZ9FC22和液晶显示屏LCD.

　　Intel PXA27x 处理器内部集成了LCD控制器，支持多种LCD屏。主要性能有：支持单或双扫描显示模式，内嵌帧缓存，多支持8位无源双扫描显示模式，支持多18位像素的无内嵌帧缓存的单屏显示面板，支持多24位像素的有内嵌帧缓存的单屏显示面板。

　　该控制器有三种显示类型：

　　无源彩色模式，支持16777216 （24位） 种彩色；

　　有源彩色模式，支持16777216（24位）种彩色；

　　无源黑白模式，支持256（8位）级灰度。

　　LCD控制器支持高达800×600像素的显示屏。然而在帧存储器中，由于存储器的总线宽度、像素编码数据的大小限制了能驱动的显示屏幕大小。

　　帧和调色板的数据可存储在内嵌的SRAM或者外部存储器中，LCD的DMA控制器一共有7个DMA通道，通过0-4这5个DMA通道可将帧和调色板的数据装入16×64位的输入FIFO（先入先出）中。通过内部系统总线，利用DMA通道5可将放在外部帧存储器或者内嵌SRAM中的像素编码数据存储到相关的16×64位输入FIFO.LCD控制器将其用作指针去索引一个4×24位宽的小调色板，并得到24位的像素彩色。

　　根据所要连接的不同显示屏类型，可将LCD控制器编程为相对应工作模式：当接黑白屏时，可配置成4、8位模式；接无源彩屏有8位和16位的工作模式；接有源彩屏时，控制器则可配置成12、16和18位的工作模式。

　　我们的LCD屏设计方案中选取了有源彩色模式，采用夏普公司的3.5寸TFT有源彩色液晶显示器LQ035Q7DB02,采用16位工作模式，即RGB565.由于手持设备的液晶显示屏种类繁多，各厂家的标准不一致使PXA27X的LCD控制器与夏普3.5寸屏在数据格式及显示时序上无法匹配。因此，需要选用一种时序控制IC或者用CPLD,对不同数据格式的数据接口进行映射。这里，我们时序控制IC采用LZ9FC22.

　　PXA27X LCD控制器由以下引脚组成：

　　LDD[15~0]:16位数据线，R、G、B色度信号的数据线分别为5位、5位和6位；

　　L_PCLK:点时钟（Pixel cLOCk），用于把每一点的数据送入移位寄存器，该时钟可达52MHz; L_LCLK: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.在16位TFT方式下就是水平同步信号； L_FCLK: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行。在16位TFT方式下就是垂直同步信号；

　　L_BIAS:在16位TFT方式下，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。

　　为了显示一帧图像，PXA27x LCD控制器首先在帧缓冲器中存入要显示的图像数据，然后让LCD控制器的DMA地址寄存器指向帧缓冲器的起始地址，读出帧缓冲器中的数据到输入FIFO队列。

　　LCD相关电路的电源设计

　　这款LCD设计牵涉到好几个电源，有VSHD（+3.3V）、VSHA（+5）、VDD（+15V）和VEE（-10V），还有背光用的+21.6V.每个电压都有一个容限范围。各电压范围分别如下：

　　+3.3V（3.0~3.6）；

　　+5V（4.5~5.5）；

　　+15V（14.5~15.5）；

　　-10V（-10.5~-9.5）；

　　+21.6V（~24）。

　　除背光用的+21.6V电压外，其余电压加电顺序要么同时开关，要么按开启VSHD→VSHA→VEE→VDD和关闭VDD→VEE→VSHA→VSHD的顺序执行。本项目设计采用同时方式，采用凌特公司的LT1944-1可同时输出VSHA（+5）、VDD（+15V）和VEE（-10V）三种电压，也可用IC的控制管脚同时控制开启或关断。

　　电磁兼容性设计

　　设计中，要想保持LCD信号数据的完整性，保证LCD屏输出图像的质量，适当加一些保护器件是有必要的，同时PCB的布线布局也是一个因素。