基于S1D13506的纯电动汽车智能显示设计与实现

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基于S1D13506的纯电动汽车智能显示设计与实现

摘要：针对电动汽车车载智能显示系统的特点，介绍了ＥＰＳＯＮ公司的大规模液晶显示控制器芯片Ｓ１Ｄ１３５０６的主要特点和内部结构，给出了

Ｓ１Ｄ１３５０６与ＤＳＰ进行接口的软硬件设计方法。

关键词：Ｓ１Ｄ１３５０６；ＤＳＰ；电动汽车；

ＬＣＤ

梁洁王艳殷天明

北京交通大学电气学院

由于石油危机和环境污染，电动汽车（包括纯电动汽车和混合动力汽车）已经引起了人们的足够重视。许多国家已在进行此项研究工作，并取得了有益的进展。汽车传感器已成为这些先进系统的“神经末梢”，可为中央处理器和显示器提供必需的信息

符合嵌入式系统，适用于办公自动化设备、移动通信设备和基于ｗｉｎｄｏｗｓ

ＣＬＫ进行分频运算得到。

（４）显示模式

可以同时输出数字信号（ＬＣＤ）和模拟信号（ＣＲＴ／ＴＶ），

支持４／８／１５／

ＣＥ操作系统的掌上电脑等。

◇Ｓ１Ｄ１３５０６控制器的特点

（１）ＣＰＵ接口

ＳＥＤ１３５６可以和多种ＣＰＵ总线兼

容，包括８／１６位ＨｉｔａｃｈｉＳＨ－３／ＳＨ－４

１６ｂｐｐ的颜色深度，最多可达６４Ｋ色之

多的颜色值。对于ＴＶ模拟信号的显示，该器件可在ＮＴＳＣ制式中支持从

（如控制信号的采集和外部环境信号的

感知等）。而作为集中显示汽车工作状态的显示仪表已满足于传统的机械方式，尤其是现代车逐渐向“自动车”不断发展时，基于液晶屏的车载智能显示终端将是未来发展的必然趋势。本文介绍的纯电动汽车智能显示系统可由传感器、调理电路、ＤＳＰ控制系统、ＤＶＤ－ＬＣＤ显示控制及显示系统

ＰｈｉｌｉｐｓＭＩＰＳＰＲ３１５００／ＰＲ３１７００接口

总线、１６／３２位Ｍｏｔｏｒｏｌａ１６位ＦＰＭ／ＥＤＯ

４００×３９６到７５２×４８４的多种分辨率。在

采用虚拟显示模式时，可通过摇头及卷动来显示比平板大的图像；而在采用双缓冲／多通道时，可进行动画平滑和即时屏幕刷新。Ｓ１Ｄ１３５０６具有

ＤＲＡＭＭＣ６８Ｋ微处理器／微控制器的１６

位接口、ＰｈｉｌｉｐｓＭＩＰＳＰＲ３１５００／

ＰＲ３１７００接口、ＮＥＣＭＩＰＳＶＲ４１０２接

口以及与普通８／１６位接口在内的１３种接口标准。对于不同的ＣＰＵ，该接口具有不同的时序结构，具体可通过对硬件的设计来进行选择。

ＳｗｉｖｅｌＶｉｅｗ特性，可支持图像翻转，

可以对显示图像进行９０°、１８０°、２７０°的硬翻转。此外，Ｓ１Ｄ１３５０６芯片还具有快速刷新的特征，且可通过分配全部显示缓存带宽加速屏幕刷新。

（Ｓ１Ｄ１３５０６）、背光源、语音系统、电

源和里程表等部分组成。它除了能正常进行测量的显示外，还有报警和语音等功能，而且显示直观、便于操作。

（２）存储器接口

Ｓ１Ｄ１３５０６芯片配置有一个１６位内

存接口，可支持最高２ＭＢ的ＥＤＯ－

Ｓ１Ｄ１３５０６可以低电压、低功耗运

行，工作电压范围宽达２．７～５．５Ｖ。此外，Ｓ１Ｄ１３５０６内部的２Ｄ数据加速器还可以用来实现数据块的快速写、读、移动、以及填充等操作，故可加速显示图像的刷新。

ＤＲＡＭ或ＦＰＭ－ＤＲＡＭ，传输速率最高

可分别达到４０ＭＨｚ和２５ＭＨｚ，并支持

Ｓ１Ｄ１３５０６控制器简介

ＳＥＤ１３５６（Ｓ１Ｄ１３５０６）是ＥＰＳＯＮ

大规模显示控制器家族中较新的一款，是以ＳＥＤ１３５４为基础控制器发展起来的低成本、低电源彩色ＬＣＤ和

６色、２５６色和真彩色的色彩结构；通过

配置寄存器的编程，ＳｌＤ１３５０６芯片内的存储器控制单元的输出时序可与存储器匹配。

◇Ｓ１Ｄ１３５０６的内部结构

Ｓ１Ｄ１３５０６内部结构如图１所示。

主要由媒体接口、主机接口、存储器控制器、显示ＦＩＦＯ、对照表、ＬＣＤ接口等模块组成。

如果数据是由摄像机之类的媒体捕捉传送进来的，那么，通常要通过媒体插件接口单元接收后才能送往主机接口单元。在电动汽车系统中，倒

ＣＲＴ／ＴＶ控制器芯片（ＳＥＤ１３５４只支持ＬＣＤ接口，ＳＥＤ１３５５不支持ＴＶ接口）。

它内置ＲＡＭＤＡＣ硬件Ｘ－Ｙ轴转置２维加速器，共有１１４个寄存器，可以灵活地对各种不同的显示方式进行设置，功能非常强大，可以和目前市场上流行的多种ＣＰＵ总线兼容。其功能结构

（３）时钟源

Ｓ１Ｄ１３５０６有一个灵活的时钟管理

机制，可对内存时钟、总线时钟和ＴＶ的电扫描时钟进行灵活地调整。它共有三个输入时钟ＣＬＫＩ、ＣＬＫＩ２、ＢＵＳ－

ＣＬＫ。器件内部需要的５个时钟都可由

这三个输入时钟ＣＬＫＩ、ＣＬＫＩ２、ＢＵＳ

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示器，但要能够保证实现ＤＶＤ画面和汽车显示画面的切换。这里的ＬＣＤ接口保留了车载ＤＶＤ固有的视频接口

（ＴＶ／ＣＲＴ），ＤＲＡＭ则采用现代公司的１ＭＢ×１６位ＥＤ０ＤＲＡＭ。该系统的晶振

频率选择３３ＭＨｚ。系统硬件原理图如图２所示。

Ｓ１Ｄ１３５０６芯片与ＤＳＰ的接口部分

包含数据和地址总线、片选信号、控制信号ＷＥ０、ＷＥ１、ＲＤ、ＲＤ／ＷＲ、

ＷＡＩＴ、ＲＥＳＥＴ以及总线时钟ＢＵＳＣＬＫ。

信号Ｍ／Ｒ用来选择读写的是存储器还

图１

Ｓ１Ｄ１３５０６内部结构框图

是寄存器。与车载ＤＶＤ显示屏的接口输入信号有红、绿、蓝模拟色度值，以及水平回扫信号ＨＲＴＣ和垂直回扫信号ＶＲＴＣ。另外还需要外接内部

ＤＡＣ的参考电流，该电流可从引脚ＩＲＥＦ输入。对ＢＵＳＣＬＫ、ＣＬＫＩ１、ＣＬＫＩ２

时钟信号经过运算可以得到ＳＥＤ１３５６所需的八个内部时钟。

当采用２５６ｋＢ×１６位的ＤＲＡＭ时，可将地址总线的低９位的ＭＡ［８：０］与Ａ

［８：０］对应连接，并将高位接地或接电

源。

◇系统软件设计

本系统的软件设计包括两部分：一是对寄存器进行初始化设置；另一

图２

硬件接口连接

个是图像信号的控制显示。

现以４８０×３２０的１６位彩色ＴＦＴ

车摄像头可通过上述过程从各个方位取得的图象在显示屏上实时显示出来，从而克服倒车镜的盲区障碍。主机接口单元用于提供芯片所支持的各种ＣＰＵ总线中的任何一种以与显示缓存区和内寄存器进行通信，同时根据寄存器的设置来对图像数据进行处理，然后通过存储控制单元送往外部

中的ＤＭＡ，它可以提高数据传送速度，加快图像的刷新速率。省电模块的工作模式分为硬件节能模式和软件节能模式。

ＬＣＤ、帧频７５Ｈｚ、８ｂｐｐ（２５６色）、输入

时钟为３３ＭＨｚ、２ＭＢ６０ＭｓＥＤ０－ＤＲＡＭ系统为例，给出Ｓ１Ｄ１３５０６芯片的初始化步骤。其具体的初始化流程图如图

系统设计

◇系统硬件设计

由于基于Ｓ１Ｄ１３５０６的系统总控制器除了要进行显示操作外，还要向汽车电机控制器传送刹车、加减速等控制信号，并要连接ＣＡＮ总线以完成控制功能，因此，系统中的ＤＳＰ选用了

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