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平面显示技术越来越广泛地应用于日常生活,TFT-LCD以其大容量、高清晰度和全彩色视频等优点逐渐成为当今显示领域的主流。而TFT-LCD控制器芯片作为显示系统的关键组成部分,主要负责对来自外部MCU的指令进行译码,将该信息转化为相应的显示数据和LCD扫描时序,并将其传送给TFT-LCD显示屏。本文设计了一款由控制单元、接口单元、数据缓存单元和功能管理单元构成的通用型中小尺寸TFT-LCD控制器芯片。首先,分析芯片的设计技术指标,搭建整块芯片的系统架构,同时给出芯片的典型应用方案；接着,采用“自顶向下”的设计方法,分别对芯片内部的控制单元和接口单元进行电路设计,并采用Synopsys公司的Design Compiler综合工具,结合中芯国际的0.35μm 3.3V CMOS工艺库,对电路进行综合；然后,针对芯片的设计技术指标和功能指标,进行系统验证,并给出仿真测试结果；最后,采用Cadence公司的SOC Encounter自动布局布线工具进行芯片版图设计,流片前芯片版图通过了DRC、LVS等检查。需要指出,芯片内部的数据缓存单元和功能管理单元均采用第三方公司经流片验证的IP核实现。所研制的TFT-LCD控制器芯片内部各个模块都采用硬件方式实现,同时,开发了一套基于RS-232串口的指令集并固化于芯片内部。其中,几何绘图控制模块采用了大量并行结构和多级流水线技术,并对相应的绘图算法作了一定优化,使几何绘图效率提升了3倍以上；字符显示控制模块采用了多级译码结构和数据缓存技术,提高FLASH地址译码效率,并减少FLASH开启次数,从而提高字符显示速度。仿真和测试结果表明,该控制器芯片支持256色、4K色和65K色TFT-LCD显示屏,最大支持分辨率达800×600,刷新频率大于60Hz,支持32级可编程的PWM液晶背光调节。具体地,该控制器芯片支持点、线、圆和矩形等基础几何图形的绘制,支持左环移、右环移、左移右清除和右移左清除四种不同模式的区域移动,支持图片的显示和拷贝,支持字体大小、字体颜色、字体背景色和行列间距的编辑,此外,还支持西文字符和汉字混合排版,即该控制器芯片满足中小尺寸TFT-LCD的图形和文字显示控制。因此,所研制芯片达到预期的设计技术指标和功能指标要求。