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随着液晶(Liquid Crystal Display简称LCD)技术的发展和价格的下降,液晶显示在日常生活中的应用越来越广泛。本文针对手持式设备中的液晶显示,研究了其中的两项关键技术:1)针对灰度显示和CSTN(Color Super Twisted Nematic)显示的灰度控制技术:FRC(Frame Rate Control)灰度调制算法;2)针对LCD控制器带宽占用过大的问题,实现了显存压缩技术,显著降低了显示所需的带宽。文章首先介绍了Garfield芯片的整体架构和典型显示系统,在此基础之上重点介绍了LCD控制器设计。灰度屏、CSTN屏和TFT屏相比,具有低成本、低功耗的优点,在低端应用中具有广阔的市场前景。灰度调制是这两种显示控制的关键和难点,本文介绍了灰度调制机理和几种灰度调制方法,在对这些灰度调制方法进行了比较之后引入了本文的FRC灰度调制算法,并给出其实现。它可以在不增加帧率的前提下显示象素点的平均灰度值,而且不会带来色阶的减少和图像的闪烁和抖动。在Garfield5芯片LCD控制器中使用了FRC灰度调制算法,实现了对灰度屏和CSTN屏的支持。高分辨率、高色阶的彩色显示需要占用很大的总线带宽,对系统性能带来很大的限制,同时手持设备的低功耗要求需要显示系统的低功耗设计。为了在不影响图像质量的前提下降低LCD控制器的总线带宽占用率,提高系统的性能,减少了对片外存储器的访问,减小系统的功耗,本文的第二部分介绍了显存压缩技术和其实现,并给出了实验平台和评估。对于人机交互应用,在16bpp的TFT显示模式和12bpp的CSTN显示模式下采用显存压缩技术,LCD控制器总线带宽占用率分别降低到原来的65%和45%,片外SDRAM功耗分别降低到原来的70%和60%。更高分辨率的显示会取得更好的效果。