兼容WHISHBONE总线的LED数码管显示控制器设计

1、兼容WHISHBONE总线的LED数码管显示控制器设计1引言显示器件是电子设备中不可缺少的部分，从灯泡，阴极射线管(CRT，cathode-raytube)显示器，到发光二级管(LED，light-emittingdiode)，液晶显示屏(LCD，LiquidCrystalDisplay)，显示器件的发展伴随着电子技术的不断发展。目前，在小型便携式电子设备中，LED和LCD显示器件成为主要的显示器件，其中发光二级管和IJED数码管，主要用于状态指示和数字字符显示，LCD主要用于文字和图形显示。LED数码管是用发光二级管组成字符笔画或点1 引言显示器件是电子设备中不可缺少的部分，从灯泡，阴极射线

2、管(CRT，cathode-raytube)显示器，到发光二级管(LED，light-emitting diode)，液晶显示屏(LCD，Liquid CrystalDisplay)，显示器件的发展伴随着电子技术的不断发展。目前，在小型便携式电子设备中，LED和LCD显示器件成为主要的显示器件，其中发光二级管和IJED数码管，主要用于状态指示和数字字符显示，LCD主要用于文字和图形显示。LED数码管是用发光二级管组成字符笔画或点阵，用于显示简单字符和图形。最常用的是七段LED数码管，它用发光二级管组成数字字符8的七段笔画，至少可以显示十六进制数字的十六个字符，再加上一个小数点显示，常用于在电子

3、设备上显示数字字符串。其特点主要在于使用简单，价格低廉，显示亮度高，功耗小。器件可靠性很高。 在中小规模集成电路的系统设计中，有专用的IED译码集成电路可以使用。在片上系统(SOC，SystemOnChip)的设计过程中，也会经常用到LED显示控制器，但都是根据应用需求单独设计，可重用性差。本文设计的LED数码管显示控制器就是用于控制多位LED数码管进行扫描显示的一个IP核，并且兼容WISHBONE总线，提高了IP核设计的可重用性，可以方便移植到任何使用WISHBONE总线的系统中。2 WISHBONE总线简介WISHBONE总线1，全称WISHBONE片上系统互联结构，是一种主要用于片上系统

4、(SOC，Sys-tem 0n Chip)的总线标准。最初是由Silicore公司提出的。现在已被移交给开源组织OpenCores维护。它因结构极其简单、灵活、可移植性好，又完全公开、完全免费，在SOC设计领域获得众多支持，在开源社区有大量可以免费使用的兼容WISHBONE总线的IP核。WISHBONE总线采用的是MasterSlave的构架，主、从部件通过内部互联网络进行互联，由Master来发起每次与Slave之间的数据传输。从设备只能响应总线周期。它只定义了一种总线结构-高速总线。如果是一个低速外部设备连接到总线上，则主设备或从设备可以在总线周期中插入若干等待周期来协调设备之间的速度。这

5、样要比设计两个不同的总线接口简单。Wishbone着重定义了IP核的接口信号和总线周期标准以实现IP核的重用，对于主从部件的互联网络，它可以实现点到点(point-to-point)、数据流(dataflow)、共享总线(shared bus)、交叉开关(crossbarswitch)四种不同结构形式。用户必须根据具体情况对协议标准进行扩展和详细设计，定义数据和地址宽度，数据顺序和标签的意义。其它的许多特性都可以由用户自行添加，从这个意义上说，Wishbone更像是给出了一个框架，等待用户提出具体的实现方法和规范。Wishbone总线的主要特征概括如下：所有应用使用一个总线体系结构：简单、紧凑

6、的体系结构；支持多控制器：64位地址空间：864位数据总线(可扩展)；支持三种总线周期：单次读写，块读写和RMW(READ-MODIFY-WRITE)总线周期；支持重试：提供为慢速设备使用而扼制数据流的机制：用户自定义标签，确定数据传输类型；用户自定义仲裁方式。3 LED数码管显示控制器设计31功能及其主要特点LED数码管的显示控制方式有扫描控制和独立控制两种方式。前者用于多位LED数码管并列显示的情况下，共用段控信号，通过扫描位控信号，实现分时显示。由于人眼的视觉暂留现象，形成多位LED数码管同时并列显示的效果。这种方式的实现有软件实现和硬件实现两种，软件实现是由程序控制扫描过程，硬件实现是由专用芯片或逻辑电路控制扫描过程，程序只需向扫描控制电路写入控制字和各位数码管的段码或字符的BCD(Binary CodedDecimal)码即可。独立控制方式用于单独一位或位数较少的情况，由主控设备独立控制每一个数码管的段