基于MIPI规范的TFT-LCD驱动芯片设计与研究

本文首先对TFT-LCD显示与驱动原理进行了详细的分析与研究，接着通过对MIPI协议的掌握与了解，对TFT-LCD驱动IC的数据接口部分进行了系统级模块的架构设计，根据数据接口的传输需求，设定了三种不同的工作模式，分别为超低功耗模式、低速传输模式和高速传输模式，在接口电路工作期间通过这三种不同模式的来回切换，大大的提升了传输的效率以及显著的降低了功耗。

本文所设计的系统级功能框架可分为四个层级，分别为物理传输层、通道管理层、底层协议层以及应用层。物理传输层包含了模拟电路逻辑与数字电路逻辑，主要功能是用于接口电路高速数据的接收以及低速数据的发送与接收，其中本文对数字电路逻辑部分时钟通道的控制和数据通道的控制部分进行了详细的设计与描述，利用有限状态机完成了不同状态之间的转换：通道管理模块主要是将各条数据通道上的数据按照协议规定的方式进行融合再处理，时使用高速与低速分开处理的方法进行时钟切换电路部分的设计：底层协议层的主要功能是对传输的数据包格式以及内容进行识别，并对数据包进行解码或者编码工作，同时根据数据包的格式加入相应的ECC码与CRC码，保证传输的准确性：应用层模块部分用来将前面层级所传输的控制指令或图像显示数据转成DBI格式或DPI格式，输出至显示模块，同时也可根据相关指令读取显示模块相应的信息并传输回主机端。

本文整个的设计均使用Verilog HDL硬件描述语言进行RTL级代码的编写，并通过VCS软件进行功能仿真，使用Verdi软件对仿真波形进行检查以及代码优化。工艺库采用台湾力品0.11 m工艺，通过DC综合得到的报告显示接口电路的整体面积为87796.800065um2，功耗为2.8353mw，均满足设计的技术要求。最后对驱动IC的MIPI-DSI接口电路使用仪器进行了实例测试，单条数据通道的最大传输速率可达814.6Mbps，与设计初衷基本相符。