l 引 言
    硅上液晶显示(Liquid Crystal 0n Silicon，LCoS)技术是CMOS半导体集成电路和液晶显示相结合的技术。LCoS技术具有如下优势：
    (1)可以利用标准CMOS工艺和成熟的LCD工艺线；
    (2)物理尺寸可以做的非常小；
    (3)即使像素尺寸非常小，仍可以得到非常高的开口率。
    由于其技术和制造优势，LCoS技术有着广泛的应用前景。由于其尺寸小、功耗低、分辨率高，可以用作移动通讯等设备的显示屏，如头盔显示。目前彩色 LCoS显示系统主要分为单片和三片式系统2种，单片式系统对于三片式系统主要有以下优点：体积小，成本低，易于实现小型化；三片式需要像素校准，而单片式则不需要。本文主要讨论单片彩色LCoS显示系统的设计与实现。

2 显示原理
    三片式彩色LCoS显示系统利用空间混色实现彩色显示，而单片式彩色LCoS系统只用1片 LCoS芯片，分时扫描红、绿、蓝3个子场的图像，并且在每个子场结束的时，分别将对应颜色的背光灯打开，利用人眼的视觉残留效应实现彩色显示。当子场的频率越高，图像的闪烁程度就越低。

3 系统总体概述
    单片彩色LCoS整个系统的框图如图1所示

在整个系统的最前端是l块以A139887A为主芯片的图像源板，该板负责对DVI信号进行解码，解码后的信号交由后面的FPGA板进行处理；FPGA板除了对图像数据进行重组外，还需要产生LCoS驱动板和LCoS芯片所需的时序，FPGA芯片使用Altera的EPlC6，另外板上还有 2组6片SRAM作为图像数据的缓存；LCoS驱动板的任务是进行D／A转换，驱动LCoS芯片模块进行显示，该驱动板包括D／A芯片AD8381和 LCoS芯片的电源模块；LCoS芯片模块则包括LCoS显示芯片、LED背光模块以及光学组件。

4 主要芯片介绍
    主控板的核心器件FPGA采用Altera公司的EPlC6Q240C8，该器件包括5 980个LE，80 kb的内部SRAM，2个内部PLL，最大可支持185个用户I／0管脚。经过评估，其丰富的资源可以很好地完成LCoS的主控单元的所有功能，包括：接收前级转换好的视频数据，处理后保存到一组RAM中，同时从另一组RAM中读出处理好的数据送至D／A，并控制D／A转换，产生LCoS的上屏时序和 LED光照系统的控制时序。
    板载SRAM采用ISSI公司的IS61LVl0248，用作图像数据的缓存，单片容量为1 M×8 b字节。本系统共使用6片这样的SRAM。分为2组，每组3片，进行乒乓操作。每组SRAM地址线共享，数据线位宽扩展为24 b。
    本系统D／A转换采用Analog Device公司的AD8381。该芯片支持高达100 MHz的10 b数字输入，6路9～18 V电压的模拟输出。其典型时序如图2所示。图2中DB(O：9)是输入的数字信号；CLK是采样时钟；STSQ表示新的一组数字信号的开始；XFR表示开始一次转换，其下降沿有效。本系统采用的LCoS芯片为8路模拟输入，因此这里采用2片AD8381，每1片用到其中的4路。