［摘要］：本文簡(jiǎn)述了VGA接口及顯像原理，并介紹基于ARM的嵌入式系統(tǒng)中使用SM501圖形加速芯片完成VGA接口的具體方法。 ［關(guān)鍵詞］：嵌入式 VGA接口 SM501 1．引言 在嵌入式產(chǎn)品中一般有LCD和VGA（視頻圖形陣列）接口兩種顯示方式，目前國(guó)內(nèi)嵌入式開(kāi)發(fā)平臺(tái)對(duì)于圖形顯示方面大多數(shù)采用的是LCD液晶屏，通常LCD液晶屏顯示最大分辨率只能支持800＊600，即使采用VGA接口（通過(guò)轉(zhuǎn)接板），也不能在高分辨率（1024＊768＊32）下平滑播放MPGE1、MPGEG4多媒體文件，對(duì)于一些特殊的行業(yè)應(yīng)用中，就不能滿(mǎn)足用戶(hù)的需求，VGA從本質(zhì)而言是個(gè)模擬接口，在數(shù)字化的潮流下已顯得有點(diǎn)過(guò)時(shí)，但在很多工業(yè)場(chǎng)合中考慮到如下因素，一般都選擇VGA作為顯示方式： 1、工業(yè)級(jí)LCD的價(jià)格比較昂貴，各種LCD接口不一 2、作為多年的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，VGA接口是所有顯示設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)接口 本文在開(kāi)發(fā)基于S3C2440嵌入式平臺(tái)的運(yùn)動(dòng)控制器的過(guò)程中，成功地利用臺(tái)灣Silicon Motion公司的高性能2D圖形加速芯片SM501，將S3C2440的高效率處理能力和SM501的圖形加速能力相結(jié)合，通過(guò)MICROSOFT公司的WINDOWS CE 4.2操作系統(tǒng)使之能夠驅(qū)動(dòng)VGA接口的顯示器。考慮到嵌入式系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，本文只介紹其中帶寬最低的顯示規(guī)范640×480@60Hz。 2．原理圖設(shè)計(jì) SM501支持3種不同的系統(tǒng)配置。其中兩種模式是Unified Memory Architecture（UMA）模式，即系統(tǒng)內(nèi)存和幀緩沖共享存儲(chǔ)器資源。圖1顯示這些可能的配置： Configuration A是非UMA方式，它擁有最高性能，這種模式中系統(tǒng)內(nèi)存和幀緩沖各自擁有不同的內(nèi)存資源。SM501在其中扮演一個(gè)從設(shè)備的角色控制SDRAM，同時(shí)它也能扮演主設(shè)備來(lái)訪問(wèn)系統(tǒng)內(nèi)存。 Configuration B是UMA方式，系統(tǒng)內(nèi)存和幀緩沖共享系統(tǒng)存儲(chǔ)器資源，SM501作為從設(shè)備與主機(jī)連接。它也可以申請(qǐng)系統(tǒng)總線并以主設(shè)備的角色訪問(wèn)系統(tǒng)SDRAM，這種方式的性能有限，因?yàn)镾M501和主機(jī)需要分時(shí)訪問(wèn)系統(tǒng)存儲(chǔ)器。 Configuration C是UMA方式中較好的一種，這種模式下局部SDRAM包含系統(tǒng)內(nèi)存和幀緩沖；SM501作為從設(shè)備與主機(jī)連接。當(dāng)局部SDRAM在150MHZ時(shí)鐘下運(yùn)行時(shí)，Configuration C的帶寬高于Configuration B的帶寬。 [align=center] 圖1 SM501與主機(jī)硬件連接方式[/align] 根據(jù)以上的描述，本系統(tǒng)采用第3種方案，這樣硬件連接最簡(jiǎn)單，同時(shí)性能滿(mǎn)足要求。SM501和S3C2440的連線相對(duì)比較少。主要電路如下圖： VGA接口的硬件設(shè)計(jì)如下，由于考慮到在使用過(guò)程中經(jīng)常帶電拔插VGA接口，因此需要增加保護(hù)電路，筆者使用通用的肖特基二極管對(duì)BAV99-A7連接到三根RGB線路： [align=center] 圖3 VGA接口電路圖[/align] 同時(shí)SM501的一些配置管腳必須正常配置，否則SM501不能正常工作。主要需要配置的引腳如下： 局部SDRAM行地址大小. 當(dāng)復(fù)位時(shí)候，由 GPIO6 and GPIO5決定，但是可以通過(guò)軟件更改 GPIO7 決定是否復(fù)位分頻器 GPIO12 的電平?jīng)Q定是否驅(qū)動(dòng)MCS#引腳。 GPIO[15:13] 決定局部?jī)?nèi)存的大?。ㄗ钚?MB，最大64MB） GPIO31,GPIO29，決定主機(jī)的時(shí)鐘輸入源 3．SM501的軟件設(shè)計(jì) Silicon Motion公司提供SM501在WINDOWS CE下的軟件動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)（包括ARM、MIPS、X86等CPU構(gòu)架），并提供相應(yīng)的源程序和應(yīng)用文檔。在三星提供基于S3C2440的WINDOWS CE 系統(tǒng)的BSP中，其顯示設(shè)備默認(rèn)是S3C2440A的片上LCD接口，因此需要去掉該默認(rèn)設(shè)備，用SM501的動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)代替即可。在WINCE中使用SM501只需要做到如下幾點(diǎn)： 1．拷貝SM501動(dòng)態(tài)庫(kù)二進(jìn)制文件到"$（_WINCEROOT）\public\common\oak\DRIVERS\ DISPLAY \SMIVGX\"目錄 2．在PLATFORM BUILDER 中導(dǎo)入VoyagerGX驅(qū)動(dòng)feature的CEC文件 3．在生成的WINCE操作系統(tǒng)工程文件中加入該feature 4．在platform.reg和platform.bib文件中刪除關(guān)于S3C2440A的片上LCD的驅(qū)動(dòng)部分描述，并用SM501的驅(qū)動(dòng)描述代替 5．編譯 以上步驟Silicon Motion公司的文檔中有更為詳細(xì)的描述。需要注意的是如果要在啟動(dòng)WINCE中增加LOGO支持，則需要在WINCE的BOOTLOADER中增加相應(yīng)關(guān)于SM501的代碼。 4．總結(jié) 本系統(tǒng)經(jīng)過(guò)較完善實(shí)驗(yàn)，得出以下結(jié)論： 基于S3C2440A+SM501的VGA接口圖形系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了640×480@60Hz，并且可在最高達(dá)1024X768@85HZ下流暢的播放各種視頻，無(wú)閃爍現(xiàn)象，滿(mǎn)足系統(tǒng)需要。 參考文獻(xiàn) [1] 何宗鍵.WINDOWS CE嵌入式系統(tǒng)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2006 [2] 汪兵，等.EVC高級(jí)編程及其應(yīng)用開(kāi)發(fā)[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2005 作者簡(jiǎn)介： 肖勇：男，四川大學(xué)制造科學(xué)與工程學(xué)院機(jī)械制造及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)碩士研究生，研究方向：計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù) 李翔龍：男，機(jī)械制造專(zhuān)業(yè)博士，四川大學(xué)制造學(xué)院副教授，研究生導(dǎo)師，研究方向：計(jì)算機(jī)監(jiān)控及工業(yè)設(shè)備自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù) 張勇：男，四川大學(xué)制造科學(xué)與工程學(xué)院機(jī)械制造及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)碩士研究生，研究方向：計(jì)算機(jī)監(jiān)控及工業(yè)設(shè)備自動(dòng)化