공학설계 II TRDB_LTM 4.3 Inch Digital Touch Panel Development Kit

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1 공학설계 II TRDB_LTM 4.3 Inch Digital Touch Panel Development Kit
윤종현 김문식 김바울

2 차례 About the Kit Architecture of the LTM Using the LTM

3 About the Kit Altera DE2/DE1 보드 위에서 디지털 터치 패널을 사용하여 어플리케이션을 개발하는데 필요한 모든 것을 제공 LTM 키트와 알테라 DE2/DE1 보드를 사용하여 사진 뷰어 데모와 색상 패턴 생성기를 구현하기 위한 완전한 레퍼런스 디자인과 소스 코드를 포함

4 About the Kit Kit Contents The TRDB_LTM Package
The Terasic LCD Touch Panel Module(LTM) 보드 A 40-pin IDE케이블 소스코드와 완전한 참조 디자인

5 About the Kit 알테라 DE보드에 LTM 연결 1. 왼쪽과 같이 IDE케이블을 LTM 보드에 연결
2. 오른쪽과 같이 다른쪽 IDE케이블을 DE2 보드 확장 포트(JP1)에 연결

6 Architecture of the LTM
특징 Toppoly사의 TD043MTEA1 active matrix color TFT LCD 모듈 장착 24비트의 병렬 RGB 인터페이스 제공 display나 함수 선택을 위한 3-wire register control 제공 대조, 밝기, 감마 모듈 내장 아날로그 디바이스 AD7843 AD 컨버터를 통해 터치 지점의 X/Y좌표를 그에 상응하는 디지털 데이터로 전환

7 Architecture of the LTM

8 Architecture of the LTM
Block Diagram of the LTM

9 Architecture of the LTM
LTM은 LCD 터치 패널 모듈, AD 컨버터 모듈 그리고 40 – pin 확장 헤더의 3개의 주요한 요소들로 구성 LTM에 대한 모든 인터페이스는 40 – pin 확장 커넥터를 통하여 Altera DE2/DE1 보드에 연결 LCD와 터치 패널 모듈은 LCD 패널에 대한 출력 이미지와 입력으로써 FPGA로부터 직접적으로 제공된 컨트롤 신호를 가진다 마지막으로 AD 컨버터는 터치 지점의 좌표를 확장 헤더를 통해 그에 상응하는 디지털 데이터와 FPGA로의 출력으로 전환

10 Architecture of the LTM

11 Using the LTM LCD 드라이버 IC의 직렬 포트 인터페이스 LTM의 LCD와 터치 패널 모듈에 장착
세 디스플레이 해상도를 지원 소스 드라이버, 직렬 포트 인터페이스, 타이밍 컨트롤러, 전원 공급 장치 회로의 기능 직렬 포트 인터페이스를 통해 LCD 드라이버 IC에서 레지스터를 구성하는 FPGA를 사용하여 위의 기능들을 제어 LTM에는 ADC의 직렬 포트 인터페이스를 통해 터치 지점의 X/Y 아날로그 좌표를 디지털 데이터와 FPGA로의 출력으로 변환 시켜주는 ADC 컨버터가 있다 LCD 드라이버 IC 및 ADC 직렬 포트 인터페이스는 모두 40 핀 확장 헤더와 IDE 케이블을 통해 FPGA에 연결

12 Using the LTM LCD 드라이버 IC의 직렬 포트 인터페이스
확장 헤더에서 I/O의 수가 제한되어 있기 때문에 LCD 드라이버 IC와 ADC의 직렬 인터페이스는 확장 헤더에서 같은 클럭과 칩 인에이블 신호 I/O 공유 필요 같은 클럭과 칩 인에이블 신호들, ADC에 입력된 칩 인에이블 신호를 공유할 때 두 직렬 포트 인터페이스가 서로 영향을 줄 수 있어서 이것을 피하기 위해서 논리 인버터가 필요 직렬 포트 인터페이스 컨트롤러를 설계할 때 공유 신호들을 제어하는 것에 주의 FPGA에 명령 설정을 할 수 있는 인터페이스 같은 클럭 동기 직렬 인터페이스 제공

13 Using the LTM LCD 드라이버 IC의 직렬 포트 인터페이스
LCD 드라이버 IC는 SCEN 입력의 falling edge에서 데이터 전송의 시작을 인식하고 데이터 전송을 시작 명령을 설정할 때, TPG110은 입력 SCL의 rising edge에서 SDA를 통해 설정 값을 입력 첫 6비트(A5~A0)는 레지스터의 주소 다음 비트는 read/write 명령. “0”은 쓰기 명령, “1”은 읽기 명령 그리고, 다음 주기는 반환점 주기 마지막 8비트(D7~D0)는 데이터 설정을 위한 것 주소와 데이터들은 MSB부터 LSB까지 순차적으로 전송 전송의 끝이 16번째 SCL 라이징 주기 후에 감지될 때 데이터가 할당된 주소의 레지스터에 기록 하나의 처리를 위해 16 주기보다 적거나 많다면 데이터는 받아들여지지 않는다.

14 Using the LTM LCD 패널 출력 기능의 입력 타이밍
thpw 시간에 하나의 active-low 펄스가 데이터 한 행의 끝과 다음의 시작을 나타내는 LCD 패널의 수평 동기화(HD) 입력으로 적용 LCD 패널에서 RGB 데이터 입력은 hsync pulse 발생 후에 hsync back porch라고 불리는 thbp기간 동안 유효하지 않고, 뒤이어 출력 영역이 나온다 데이터 출력 범위 동안 RGB 데이터는 표시되는 행에 걸쳐 차례대로 각 행으로 움직인다 또한, 데이터 출력 영역의 기간 동안, 데이터 인에이블 신호(DEN)는 논리적으로 high로 움직여야 한다 다음 hsync pulse가 발생하기 전에 RGB 신호가 다시 유효하지 않도록 하는 hsync front porch라고 불리는 thfp기간이 있다 수직 동기화의 타이밍은 vsync 신호가 한 프레임의 끝과 다음의 시작을 나타내고, 데이터가 프레임에서 행의 집합을 나타내는 것을 제외하고 수평 타이밍과 같다

15 Using the LTM LCD 패널 출력 기능의 입력 타이밍

16 Using the LTM LCD 패널 출력 기능의 입력 타이밍

17 Using the LTM LCD 패널 출력 기능의 입력 타이밍

18 Using the LTM AD 컨버터의 직렬 인터페이스
LTM에 Analog device AD7843 touch screen digitizer chip 장착 AD7843은 터치스크린에 접촉된 터치 지점의 X/Y좌표를 디지털화하기 위한 analog to digital converter 직렬 포트 인터페이스에 의해 AD7843에 저장된 좌표 얻을 수 있다 ADC로부터 좌표를 얻기 위해서, 첫 번째는 인터럽트 신호 ADC_PENIRQ_n이 ADC로부터 출력되었는지 살피는 것이다. 높은 저항에 연결되어있어서, ADC_PENIRQ_n 출력은 정상적으로 high를 유지한다. ADC에 연결된 터치 스크린이 펜이나 손가락을 통해 접촉되면, ADC_PENIRQ_n 출력은 low가 되어 직렬 포트 인터페이스를 통해 ADC에 쓰여지는 컨트롤 워드를 지시할 수 있는 FPGA로 인터럽트를 시작하게된다.

19 Using the LTM AD 컨버터의 직렬 인터페이스
컨트롤 워드는 DIN 핀을 통해 ADC로 제공된다. 이것은 변환 시작, 채널 번지 지정, ADC 변환 해상도, 구성 그리고 ADC의 전원 차단을 제공 직렬 클럭은 변환 클럭을 제공하고 또한 ADC로 들어가고 나오는 정보의 전송을 제어 하나의 완전한 변환은 24 ADC_DCLK 주기와 함께 이루어질 수 있다. 직렬 포트 인터페이스의 ADC_DCLK과 SCEN 칩 인에이블 신호들은 LCD 드라이버 IC와 같은 I/O신호를 공유하는 것을 주의

20 Using the LTM AD 컨버터의 직렬 인터페이스
직렬 포트 인터페이스 컨트롤러를 설계할 때 같은 시간에 LCD 드라이버 IC와 ADC를 제어하는 것을 피해야 한다. 또한, ADC로 입력된 SCEN 칩 인에이블 신호가 논리 인버터로 제시되기 때문에, SCEN의 논리 레벨은 ADC 제어에 사용될 때 반전되어야 한다.

21 다음 주 할 일 NIOSII 에 LTM 연결 사용 방법 숙지