基于gm5020芯片的等離子彩電的研制

發(fā)布于：06-10

摘要：gm5020是加拿大genesis公司為液晶顯示器和其它點(diǎn)陣顯示器產(chǎn)生的高度集成的圖像處理芯片，介紹了該芯片的特點(diǎn)、功能、原理。并利用gm5020設(shè)計(jì)了等離子彩電，給出了其硬件結(jié)構(gòu)和軟件流程。?

關(guān)鍵詞：等離子彩電?在屏顯示?gm5020?



等離子彩電能安全避免輻射，是100%的綠色環(huán)保電視。由于不受磁氣和磁場(chǎng)的影響，具有機(jī)身纖薄、重量輕、屏幕大、色彩鮮艷、畫面清晰、亮度高、失真度小、節(jié)省空間等優(yōu)點(diǎn)。等離子彩電（PDP）實(shí)現(xiàn)電視、電腦、電訊的三合一，直接滿足了寬帶多媒體信息網(wǎng)的要求。PDP電視是目前彩電大型化的方向之一，在未來的數(shù)碼時(shí)代將逐步取代體積巨大的盒體狀CPT顯示器而成為未來彩電市場(chǎng)的主導(dǎo)產(chǎn)品。世界上最大的幾家PDP生產(chǎn)廠家紛紛宣布推出了PDP新產(chǎn)品，昭示著PDP已開始躍上顯示器市場(chǎng)的大舞臺(tái)。但是，PDP價(jià)格高昂，嚴(yán)重制約了它的普及。?



采用gm5020設(shè)計(jì)平板顯示器，具有簡(jiǎn)單、靈活、費(fèi)用低等特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外大多數(shù)液晶顯示器都采用了這種芯片。我們用gm5020設(shè)計(jì)等離子彩電，借以實(shí)現(xiàn)降低等離子彩電的成本。?



1?gm5020的特點(diǎn)及功能?



gm5020是加拿大genesis公司為液晶顯示器（LCD）和其它點(diǎn)陣顯示器生產(chǎn)的高度集成的圖像處理芯片，具有以下主要的特征：?



（1）三個(gè)ADC輸入（RGB），作為計(jì)算機(jī)顯卡的輸入；?



（2）一個(gè)8-bit?ITU-R?BT656視頻輸入信號(hào)（YUV）端口；?



（3）一個(gè)數(shù)字視頻交互接口（DVI），內(nèi)含高帶寬數(shù)字信息加密保護(hù)（HDCP）；?



（4）具有圖像放大/縮小/凍結(jié)功能；?



（5）具有在屏顯示（OSD）控制的功能；?



（6）片內(nèi)有8051結(jié)構(gòu)的單片機(jī)；?



（7）具有幀率轉(zhuǎn)換（FRC）控制的功能；?



（8）視頻工作頻率高達(dá)160MHz；?



（9）最高分辨率SXGA為1280×1024；?



（10）提供一個(gè)支持平板顯示器（LCD或PDP）的輸出接口和一個(gè)支持CRT顯示器的輸出接口；?



（11）提供一個(gè)9線雙向的數(shù)據(jù)接口（GPIO）與外部的MCU相連；?



（12）一個(gè)2線I2C接口和一個(gè)6線I2C接口；?



（13）具有調(diào)節(jié)RGB和YUV信號(hào)的色度、對(duì)比度、亮度、飽和度的功能。?



gm5020的供電電壓為3.3V，采用292pin和27mm×27mm的PBGA封裝形式。gm5020原理框圖如圖1所示。?





除四個(gè)外部時(shí)鐘外，所有時(shí)鐘都是由gm5020內(nèi)部通過直接數(shù)字同步（DDS）來產(chǎn)生所需要的同步時(shí)鐘。?

gm5020有兩種復(fù)位方式：硬件復(fù)位和軟件復(fù)位。硬件復(fù)位指gm5020的reset腳（T1）接低電平1μs后使gm5020復(fù)位。軟件復(fù)位指通過設(shè)置寄存器HOST_CONTROL的位SOFTWARE_RESET=0使gm5020復(fù)位。?



gm5020可接收三種輸入數(shù)據(jù)模式：（1）24bit?RGB;(2)8bit?ITU-RBT656（CCIR626?422）；（3）數(shù)字視頻交互信號(hào)DVI。?



gm5020能夠測(cè)量輸入視頻信號(hào)的行掃描（HS）和場(chǎng)掃描（VS）時(shí)間參數(shù)，用于檢測(cè)輸入視頻信號(hào)是否改變和確定輸入視頻信號(hào)的模式。?



gm5020能夠?qū)Σ东@的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行背景、亮度、色度、對(duì)比度、飽和度調(diào)節(jié)。?



有相互獨(dú)立的水平和垂直兩個(gè)方向的放大和縮小功能，其值由輸入圖像尺寸和放大圖像尺寸所確定。?



通過幀存儲(chǔ)接口實(shí)現(xiàn)視頻輸入數(shù)據(jù)和視頻輸出數(shù)據(jù)的幀率轉(zhuǎn)換（FRC）。?



gm5020提供兩個(gè)OSD模式：字符模式和圖形模式。字符模式支持4種顏色字體同時(shí)顯示，圖形模式支持256種顏色顯示。OSD可以在內(nèi)部SRAM或外部擴(kuò)展SDRAM存儲(chǔ)字表或位圖。通過對(duì)OSD寄存器的設(shè)置，可以控制其字型、尺寸、顯示位置顏色、閃爍、背景透明、背景不透明、旋轉(zhuǎn)等功能。?



Gm5020提供一個(gè)支持平板顯示器（LCD或PDP）的輸出接口和一個(gè)支持CRT顯示器的輸出接口，輸出接口信號(hào)包括18bit和24bit?RGB像素?cái)?shù)據(jù)，顯示允許（DEN）、顯示時(shí)鐘、行同步（DHS）和場(chǎng)同步（DVS）等信號(hào)，所有顯示的數(shù)據(jù)和時(shí)鐘與輸出時(shí)間DCLK同步，其顯示可通過I2C接口編程控制。?



2?gm5020寄存器描述?



gm5020共設(shè)有512個(gè)內(nèi)部控制寄存器，通過I2C接口對(duì)寄存器編程，可以控制gm5020，以實(shí)現(xiàn)各種功能。下面對(duì)部分寄存器分類介紹。?



通用配置寄存器：00h用于分別記錄公司ID、版本號(hào)和芯片序列號(hào)；0x006H,0x0d5h，0x0d6h用于FRC設(shè)置。?



輸入模式控制寄存器(0x50h,0x004h,0x6dh,0x74h)：用于設(shè)置輸入信號(hào)模式ADC。?



ADC寄存器（50h～6Ah）：用于設(shè)置RGB（紅、綠、藍(lán)）的參數(shù)。?



TMDS寄存器（6Bh～73h）：用于設(shè)置DVI的參數(shù)。?



YUV寄存器（7dh～86h）：當(dāng)輸入信號(hào)Video解碼為YUV時(shí)，用于設(shè)置YUV的參數(shù)。?



輸入模式寄存器（8dh～A4h）：用于存儲(chǔ)輸入信號(hào)模式的參數(shù)，包括輸入信號(hào)的水平顯示起始位置、水平顯示終止位置、垂直顯示起始位置、垂直顯示終止位置、水平顯示延遲和垂直水平顯示延遲。?



測(cè)量寄存器（A9h～b6h）：將測(cè)量RGB和TMDS信號(hào)的HS、VS、HT存入該寄存器。?



輸入時(shí)鐘寄存器（1Bh～20h）：包