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문제 정의
- 또한 마이크로프로세서가 바뀔 때마다 각기 다른 방식으로 설계를 하여야 하기 때문에, Gray Mode Graphic STN LCD를 단순히 출력 도구로서 사용하고자 할 경우에는 PCB 점유 면적, 회로의 Artwork 작업시의 소요비용, PCB의 가격적인 면에서 볼 때에도 그다지 유용한 방법이라고 볼 수 없다. 따라서 본 논문에서는 마이크로프로세서를 사용하지 않고 USB 인터페이[11]를 이용하여 Gray Mode Graphic STN LCD[12]를 구동하는 구동회로를 제안한다. 제안한 구동회로는 사용자가 PC 상에서 작업한 이미지 데이터를 USB 인터페이스를 이용하여 고속으로 LCD로 전송할 수가 있다.
- 본 논문에서는 마이크로프로세서를 사용하지 않고 USB 인터페이스를 이용하여 Gray Mode Graphic STN LCD를 구동하는 구동회로를 제안하였다. 제안된 LCD 구동회로는 마이크로프로세서 를 사용하지 않고 PC상의 소프트웨어에서 사용자가 작성한 문자나 이미지를 PC의 USB 포트를 통하여 LCD에 전송하여 손쉽게 고속으로 디스플레이 할 수가 있는 장점이 있다.
제안 방법
- 한편, (그림 16)은 제작된 테스트 보드의 실제 모습을, (그림 17)은 제작된 테스트 보드의 동작 모습을 나타내고 있다. (그림 20)에서 나타난 바와 같이 제안된 구동회로는 PC상의 소프트웨어에서 사용자가 작성한 문자나 이미지를 PC의 USB 포트를 통하여 LCD에 전송하여 손쉽게 디스플레이하였다. 따라서 본 논문에서 제안한 마이크로프로세서를 사용하지 않고 USB 인터페이스를 이용하여 Gray Mode Graphic STN LCD를 구동하는 구동회로의 효용성이 입증되었다.
- 기존 LCD 구동회로의 특징은 (그림 1)에 나타난 바와 같이 마이크로프로세서(8051/Z80/8085/8086)와 타이머(8253), 직렬 인터페이스(8251), 병렬 인터페이스(8255), ROM과 SRAM 을 제어하기 위한 래치(74HC573), 이미지 데이터를 LCD에 전송하기 위한 LCD 전송제어기(MSM6255) 등의 주변 장치들을 사용하여 Gray Mode Graphic STN LCD를 제어한다. 그러므로 사용자가 LCD를 제어하기 위해서는 LCD의 동작 특성을 이해해야 함은 물론, 마이크로프로세서의.
- 따라서 설계된 논리회로를 실제 하드웨어로 구현하여 동작검증을 수행하기 위하여 테스트 보드를 제작하였다.(그림 15)는 테스트보드의 블록도를 나타내고 있다.
- 본 논문에서 적용한 USB 규격은 최대 12Mbps의 전송속도를 나타내는 1.1 버전이며, USB 인터페이스를 위한 데이터 전송 프로토콜은 ScanLogic 사의 SL11R 칩에 어셈블리언어를 사용하여 프로그래밍 하였다. 이 프로토콜은 먼저 데이터를 PC로부터 전송 받을 것인지 전송할 것인지를 판별하기 위한 USB 장치 인식 블록과 한번에 8bits의 데이터를 LCD 에 데이터를 전송하기 위한 제어 프로토콜에 전송하는 이미지전송 루틴 블록으로 구성된다.
- 본 논문에서 제안한 LCD 구동회로는 (그림 2)와 같이 기존 LCD 구동회로의 마이크로프로세서 (8051/Z80/8085/8086) 와 타이머(8253), ROM과 SRAM을 제어하기 위한 래치(74HC573), 이미지 데이터를 LCD에 전송하기 위한 LCD 전송제어기(MSM 6255) 등의 주변장치들과 USB 전송제어 부분을 1개의 ALTERA 사의 EPF10K10TC144-3 FPGA를 사용하여 설계하였다. 또한 PC의 USB 포트로부터 직렬로 전송한 8비트의 데이터 및 제어 명령을 주 제어칩인 ALTERA EPF10K10TC144-3에 8 비트 병렬로 전송하기 위하여 ScanLogic 사의 SL11R 칩[10] 을 사용하였다.
- 두 번째는 메모리어 저장되어 있는 데이터를 프레임 단위로 LCD 전송제어기로 전송한다. 세 번째는 SRAM에 의한 프레임 이미지 처리와 Flash ROM에 의한 프레임 이미지 처리를 선택하도록 하여 각각의 메모리를 독립적으로 사용할 수 있도록 한다. 이와 같이 제어신호에 의한 화면 출력 데이터를 PC로부터 전송받아 일정한 형식으로 메모리에 저장하고 저장된 메모리의 데이터를 Gray Mode Graphic STN LCD의 동작 특성 및 화면 출력 형식에 맞게 메모리에 저장된 데이터를 변환하여 LCD의 화면에 출력을 할 수 있도록 각 블록에 제어 신호를 보내어 각 블록들이 그에 해당하는 제어옵션을 가지고 각각의 기능을 수행하게 된다.
- 세 번째는 SRAM에 의한 프레임 이미지 처리와 Flash ROM에 의한 프레임 이미지 처리를 선택하도록 하여 각각의 메모리를 독립적으로 사용할 수 있도록 한다. 이와 같이 제어신호에 의한 화면 출력 데이터를 PC로부터 전송받아 일정한 형식으로 메모리에 저장하고 저장된 메모리의 데이터를 Gray Mode Graphic STN LCD의 동작 특성 및 화면 출력 형식에 맞게 메모리에 저장된 데이터를 변환하여 LCD의 화면에 출력을 할 수 있도록 각 블록에 제어 신호를 보내어 각 블록들이 그에 해당하는 제어옵션을 가지고 각각의 기능을 수행하게 된다. (그림 6)은 LCD 주제어기 블록을 나타내고 있다.
- 구동회로를 제안하였다. 제안된 LCD 구동회로는 마이크로프로세서 를 사용하지 않고 PC상의 소프트웨어에서 사용자가 작성한 문자나 이미지를 PC의 USB 포트를 통하여 LCD에 전송하여 손쉽게 고속으로 디스플레이 할 수가 있는 장점이 있다. 또한 LCD 구동회로를 1개의 ALTERA 사의 EPF10K10TC144-3 FPGA를 사용하여 설계하였기 때문에 기존의 LCD 구동방식보다 하드웨어로의 제작시 인쇄회로기판의 크기를 축소할 수가 있어 제작 원가를 감소시키는 장점이 있다.
대상 데이터
- (그림 15)는 테스트보드의 블록도를 나타내고 있다. 테스트 보드는 IMbits의 SRAM, IMbitsS] Flash ROM, 160x160 Full Dot Matrix Gray Mode Graphic STN LCD, ALTERA 사의 EPF10K10TC144-3 FPGA, ScanLogic 사의 SLUR 칩 등을 사용하여 구성하였다. 특히 본 논문에서 제안한 LCD 구동회로는 166개의 로직 셀(약 2, 000게이트)과 46.
- 사용되는 LCD의 해상도에 따라 하나의 프레임에 사용되는 이미지의 크기가 달라지므로 하나의 이미지 데이터의 양만큼 메모리의 영역이 할당되도록 제어한다. 테스트를 위해 제작되는 보드에 사용되어진 LCD는 해상도가 160x160 Full Dot 이므로 필요한 데이터의 크기는 25, 600bits이다. 따라서 IMbits의 메모리를 사용할 경우에 40개의 프레임 이미지를 저장하여 사용할 수 있다.
- 테스트 보드는 IMbits의 SRAM, IMbitsS] Flash ROM, 160x160 Full Dot Matrix Gray Mode Graphic STN LCD, ALTERA 사의 EPF10K10TC144-3 FPGA, ScanLogic 사의 SLUR 칩 등을 사용하여 구성하였다. 특히 본 논문에서 제안한 LCD 구동회로는 166개의 로직 셀(약 2, 000게이트)과 46.72MHz 주파수를 사용하여 EPF10K10TC144-3 FPGA에 구현되었다. 한편, (그림 16)은 제작된 테스트 보드의 실제 모습을, (그림 17)은 제작된 테스트 보드의 동작 모습을 나타내고 있다.
이론/모형
- 또한 PC의 USB 포트로부터 직렬로 전송한 8비트의 데이터 및 제어 명령을 주 제어칩인 ALTERA EPF10K10TC144-3에 8 비트 병렬로 전송하기 위하여 ScanLogic 사의 SL11R 칩[10] 을 사용하였다. 따라서 본 논문에서 제안한 LCD 구동회 로는기존의 방식보다 적은 면적과 저렴한 가격으로 하드웨어를 구현할 수 있다는 장점이 있으며, 메모리 제어를 위한 부가 회로를 하드웨어로 추가하지 않고 FPGA 내부에서 VHDL 코드의 수정으로 메모리의 용량을 확장할 수도 있다.
성능/효과
- 또한 PC의 USB 포트로부터 직렬로 전송한 8비트의 데이터 및 제어 명령을 주 제어칩인 ALTERA EPF10K10TC144-3에 8 비트 병렬로 전송하기 위하여 ScanLogic 사의 SL11R 칩[10] 을 사용하였다. 따라서 본 논문에서 제안한 LCD 구동회 로는기존의 방식보다 적은 면적과 저렴한 가격으로 하드웨어를 구현할 수 있다는 장점이 있으며, 메모리 제어를 위한 부가 회로를 하드웨어로 추가하지 않고 FPGA 내부에서 VHDL 코드의 수정으로 메모리의 용량을 확장할 수도 있다. 또한 제안한 LCD 구동회로는 사용자가 PC상에서 작업한 이미지 데이터를 USB 인터페이스를 이용하여 고속으로 LCD로 전송할 수가 있다.
- (그림 20)에서 나타난 바와 같이 제안된 구동회로는 PC상의 소프트웨어에서 사용자가 작성한 문자나 이미지를 PC의 USB 포트를 통하여 LCD에 전송하여 손쉽게 디스플레이하였다. 따라서 본 논문에서 제안한 마이크로프로세서를 사용하지 않고 USB 인터페이스를 이용하여 Gray Mode Graphic STN LCD를 구동하는 구동회로의 효용성이 입증되었다.
- 따라서 본 논문에서 제안한 LCD 구동회 로는기존의 방식보다 적은 면적과 저렴한 가격으로 하드웨어를 구현할 수 있다는 장점이 있으며, 메모리 제어를 위한 부가 회로를 하드웨어로 추가하지 않고 FPGA 내부에서 VHDL 코드의 수정으로 메모리의 용량을 확장할 수도 있다. 또한 제안한 LCD 구동회로는 사용자가 PC상에서 작업한 이미지 데이터를 USB 인터페이스를 이용하여 고속으로 LCD로 전송할 수가 있다. 따라서 기존의 방식과는 달리 마이크로프로세서를 사용하지 않기 때문에 사용자가 손쉽게 LCD를 고속으로 구동할 수 있는 장점이 있다.
- 제안한 LCD 구동회로를 테스트 보드를 구성하여 하드웨어 동작검증을 수행하여 그 효용성을 입증하였다. 또한 타 업체의 구동회로와 비교 분석한 결과, 본 논문에서 제안한 구동회로가 구동회로의 작동 편의성, 인쇄회로기판의 크기감소로 보드로 제작시 소요되는 비용 등에서 우수함을 나타내었다. 따라서 본 논문에서 제안한 구동회로를 사용할 경우에 사용자가 손쉽게 Gray Mode Graphic STN LCD를 구동할 수 있으며 하드웨어로의 제작시 인쇄회로기판의 크기를 축소할 수 있어 제작 원가를 감소시킬 수가 있으리라 기대된다.
- 있다. 본 논문에서 제안한 LCD 구동회로는 마이크로프로세서를 사용하지 않기 때문에 구동회로의 작동 편의성, 인쇄회로기판의 크기감소로 보드로 제작시 소요되는 비용 등에서 현재 시판 중인 타 업체의 구동회로보다 우수함을 나타내었다. 따라서 사용자가 손쉽게 사용할 수 있는 LCD 구동회로를 적은 비용과 작은 크기로 제작할 수 있을 것으로 기대된다.
- 본 논문에서 제안한 LCD 구동회로를 VHDL로 설계한 후에, ALTERA MAX+PLUS II를 사용하여 시뮬레이션을 수행한 결과 설계된 구동회로의 논리적 기능이 오류가 없음을 검증하였다. 따라서 설계된 논리회로를 실제 하드웨어로 구현하여 동작검증을 수행하기 위하여 테스트 보드를 제작하였다.
- 또한 LCD 구동회로를 1개의 ALTERA 사의 EPF10K10TC144-3 FPGA를 사용하여 설계하였기 때문에 기존의 LCD 구동방식보다 하드웨어로의 제작시 인쇄회로기판의 크기를 축소할 수가 있어 제작 원가를 감소시키는 장점이 있다. 제안한 LCD 구동회로를 테스트 보드를 구성하여 하드웨어 동작검증을 수행하여 그 효용성을 입증하였다. 또한 타 업체의 구동회로와 비교 분석한 결과, 본 논문에서 제안한 구동회로가 구동회로의 작동 편의성, 인쇄회로기판의 크기감소로 보드로 제작시 소요되는 비용 등에서 우수함을 나타내었다.
- 따라서 SRAM 의 크기가 IMbits이므로 최대 40프레임의 데이터를 LCD 화면에 출력할 수 있게 된다. 한편, 본 논문에서 제안한 구동회로는 최대 800 × 600 Full Dot Gray Mode Graphic STN LCD 까지 제어할 수 있으며 SRAM과 Flash ROM을 각각 4Mbytes까지 확장이 가능하도록 설계가 되어 있어 최대 160프레임의 데이터를 LCD 화면에 출력할 수가 있다.
후속연구
- 또한 타 업체의 구동회로와 비교 분석한 결과, 본 논문에서 제안한 구동회로가 구동회로의 작동 편의성, 인쇄회로기판의 크기감소로 보드로 제작시 소요되는 비용 등에서 우수함을 나타내었다. 따라서 본 논문에서 제안한 구동회로를 사용할 경우에 사용자가 손쉽게 Gray Mode Graphic STN LCD를 구동할 수 있으며 하드웨어로의 제작시 인쇄회로기판의 크기를 축소할 수 있어 제작 원가를 감소시킬 수가 있으리라 기대된다.
- 본 논문에서 제안한 LCD 구동회로는 마이크로프로세서를 사용하지 않기 때문에 구동회로의 작동 편의성, 인쇄회로기판의 크기감소로 보드로 제작시 소요되는 비용 등에서 현재 시판 중인 타 업체의 구동회로보다 우수함을 나타내었다. 따라서 사용자가 손쉽게 사용할 수 있는 LCD 구동회로를 적은 비용과 작은 크기로 제작할 수 있을 것으로 기대된다.
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