SM501/SM502　2D加速显卡芯片

　　2006年12月，世纪普光和Silicon Motion,Inc.正式达成合作协议。从2007年1月1日起，世纪普光将正式成为Silicon Motion　SM501、SM502　2D加速显卡芯片中国区代理。届时，世纪普光将根据SM501、SM502　2D加速显卡的行来应用方向，推出多款基于SM501/502搭配32位嵌入式微处理器的行业应用解决方案，并向客户提供周到的售前、售后技术支持和及时方便的芯片供应服务。
　　SM501/502　2D加速显卡芯片对于图形显示方面有很好的支持，可实现真正的VGA、TFT――＞LCD输出，并且在1280＊1024＊32高分辨率下平滑播放MPGE1、MPGE4多媒体文件。目前已在仪器仪表，医疗仪器、数据采集，多媒体处理，人机界面以及各种商业终端设备（如：POS机，排队机，触摸查询机）等相关行业得到广泛的应用。

详细技术说明

　　SM501/SM502是一款便携式多媒体协处理器芯片，专门为嵌入式CPU提供补充功能，具有视频和2D加速能力。为了降低系统的成本，它支持多种输入/输出接口，包括模拟RGB、数字LCD屏接口、8位并行接口、USB、 UART、 IrDA、 Zoom Video、 AC97或I2S、 SSP、PWM和I2C，同时它还带有GPIO，便于与外部器件连接。SM501/SM502的2D引擎包括一个前端色彩空间转换器，支持4∶1和1∶8的比例。视频引擎支持在每个像素点8位、16位或32位数据宽度时2个不同的视频输出（双显示屏），为每个视频输出提供三色硬件指针。LCD视频流水线支持一个黑点YUV色彩空间转换，比例为4∶1和1∶212。放大视频(Zoom Video)接口包括MPEG解码或TV输入的外部电路接口。

SM501/SM502的系统框图如图2所示。

图2 SM501/SM502系统框图

2 SM501/SM502的2D图形引擎

　　通过将优化的128位的2D图形引擎和一个与本地帧存储器连接的高带宽链接相结合，SM501提供面向工业的2D图形加速功能。2D图形引擎也包含一个命令翻译器（一个增强型的DMA引擎），对于工作在150 MHz的32位数据宽度的SDRAM，SM501/SM502的DMA引擎读取2D操作数的带宽可达600 MB/s。这么高的存储器带宽使得2D引擎在无须等待和流水线停止工作的情况下高速运行。当它在读取和翻译命令时，命令翻译器也可以有条件地转到存储器空间的另一个地址上，等待由其他模块发送过来的状态信息。2D图形引擎同时还包含一个色彩空间转换单元。该单元允许从许多的YUV模式直接翻译到RGB模式。2D图形引擎还带有一个双线性标量器，它可以支持4∶1的压缩和1∶216的拉伸。SM501/SM502支持存储器工作在UMA和本地32位模式下。

3 SM501/SM502的LCD接口

　　SM501/SM502的LCD逻辑模块可以直接驱动一个18位或24位的TFT LCD显示屏；同时也支持12位的CSTN屏，通过一个颤抖引擎（dithering engine）可以得到有效的18位显示效果。支持的最大屏的大小为1 280×1 024。通过硬件和软件可控制LCD显示屏的上电顺序。SM501/SM502与一个24位 TFT LCD显示屏的接口电路如图3所示。由图3可知，该接口电路的设计与一个嵌入式处理器和TFT LCD的接口电路的设计是相同的，因此，设计起来很方便。

图3 SM501与TFT LCD显示器的接口电路

4 具有SM501/SM502的嵌入式系统设计

　　一个具有SM501/SM502的嵌入式系统如图4所示。系统中ARM处理器将LCD的数据放入SDRAM的帧缓冲区中，然后将显示工作交给SM501处理。通过2D图形引擎，SM501从SDRAM的帧缓冲区中读取数据，并将这些数据输送到LCD显示器。这样一来，LCD的数据没有经过ARM处理器的LCD控制器，因此，LCD数据的传输不受ARM处理器的HCLK时钟的影响，达到了支持高分辨率的设计要求。