开题报告(陈松涛)-(1).doc

中 北 大 学毕业论文开题报告学 生 姓 名：陈松涛学 号：1205034228学 院：仪器与电子学院专 业：测控技术与仪器设计(论文)题目：基于龙芯处理器的LCD接口设计指导教师:裴焕斗 2016 年 3 月 1 日开题报告填写要求1．开题报告作为毕业论文答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业论文工作前期内完成，经指导教师审查后生效；2．开题报告内容必须用按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；3．学生写文献综述的参考文献一般应不少于10篇（不包括辞典、手册）文中应用参考文献处应标出文献序号，文后“参考文献”的书写，应按照国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》的要求书写，不能有随意性；4．学生的“学号”要写全号（如0201140102,为10位数），不能只写最后2位或1位数字；5. 有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写如“2004年3月15日”或“2004-03-15”；6. 指导教师意见用黑墨水笔工整书写，不得随便涂改或潦草书写。

毕 业 论 文 开 题 报 告1．选题依据：1.1“龙芯”CUP“龙芯”的市场前景 龙芯是中科院为了解决中国无芯的局面，扭转信息产业核心技术被国外企业控制的不利形势而独立自主研发出的我国第一款通用CPU龙芯的研发成功填补了我国在通用CPU领域的空白，初步扭转了国家信息安全受制于人的不利局面在技术上，龙芯是一款类MIPS架构的通用CPU，龙芯项目组修改了MIPS指令集中的几乎所有指令，更加符合龙芯定位与应用的需求但是其中有4条指令为MIPS的特殊指令，MIPS设置该4条指令的目的在于收取相应的专利费用因此没有办法进行修改，我们也为此向MIPS缴纳了该4条指令的专利费用应用上，目前龙芯已经推出了龙芯一号，龙芯二号系列，龙芯三号中的四核已于08年流片成功，但是由于多方面原因尚未正式发布其中龙芯一号主要面向嵌入式应用领域，龙芯二号主要应用于个人计算机，龙芯三号将会主要应用于大型计算机领域生产上，中科院与意法进行了合作，授权意法进行龙芯的生产与销售在国内，龙芯的合作者主要是龙梦科技等龙芯让人人都用得起电脑，当初龙芯一个研发宗旨是信息化要为广大人群服务，因此龙芯一直注重在低成本方面的突破虽然电脑价格越来越低，但是对于广大的中国市场来说，仍然太贵，特别是农村和西部市场。

龙芯电脑的推出为填平数字鸿沟提供了可能性，有广阔的前景龙芯处理器的研究现状处理器设计技术是信息技术领域的核心技术，在社会经济和国家安全领域发挥重要作用经过10年的不断积累，我国自主研发的龙芯处理器设计已达到国际先进水平本文全面地回顾了龙芯处理器的历史，介绍了技术路线和其独特的技术优势2001年龙芯课题组在中科院计算所成立2002年，龙芯课题组发布国内第一款32位通用处理器龙芯1号2003年，发布国内第一款64位通用处理器龙芯2B继龙芯2C、2E在性能上实现了 “三级跳式”的增长之后，2008年龙芯课题组发布产品级芯片龙芯2F，实现与MIPS III指令兼容，采用90nm CMOS工艺，1.0GHz主频时功耗仅3-5瓦2010年，发布国内首款多核处理器龙芯3A，4核可扩展架构，采用65nm CMOS工艺，1GHz时功耗小于15瓦从2006年开始，龙芯迈出产业化步伐2006年，在江苏省常熟市成立江苏龙芯梦兰科技股份有限公司龙芯梦兰基于龙芯处理器提供低成本电脑和解决方案2008 年，北京龙芯中科技术服务中心有限公司在北京成立，致力于龙芯研发成果转化、利用龙芯技术开发市场适用的CPU产品、为下游企业提供基于龙芯CPU的解决方案、技术支持及售后服务。

在学术方面，龙芯课题组不断从技术积累和产业实践中汲取灵感，在IEEE Micro、ISSCC、HOTCHIPS、ISCA、HPCA等国际顶尖期刊会议上发表论文，在产业界和学术界均赢得了世界声誉龙芯处理器在提高性能、减少功耗等方面有如下几个核心技术：1） 可伸缩的多核互连架构在单个芯片上集成多个高性能处理器核以及大 量的2 级Cache，还通过高速I/O接口实现多芯片的互连以组成更大规模的 系统2） XPU（eXtra Processing Unit）设计将双浮点部件扩展至128项256比特 向量部件每个向量部件可以同时执行4个双精度或8个单精度浮点乘加运 算3） X86模拟GS464核定义200多条新的指令，可以将X86二进制指令平 滑翻译成MIPS64二进制指令，以实现X86指令系统至MIPS64指令系统的翻 译4） 低功耗设计精细的微体系结构参数配置实现性能与功耗的完美平衡； 使用静态CMOS逻辑，仅对于时序关键逻辑使用动态电路；广泛采用门控时 钟技术；最新的芯片中采用电源关断技术及动态电压频率调节技术以进一步 降低功耗5） 可调试设计，提供软硬件硅后调试十年来，龙芯处理器实现了从单发射到超标量，单核到多核，实验芯片到量产产品芯片的转变。

目前龙芯拥有三个系列的产品，涵盖了广泛的应用领域：龙芯1号处理器及其IP系列主要面向嵌入式应用；龙芯2号超标量处理器及其IP 系列主要面向桌面应用；龙芯3号多核处理器系列主要面向高端服务器及高性能机应用未来，龙芯仍将致力于研发高集成度的个人计算机以及高通量可扩展的服务器用芯片，支撑国家信息产业，不断引领信息技术进步龙芯处理器概述龙芯处理器是中国人自主研发的计算机处理器，龙芯1号已经量产，基于龙芯1号的网络计算机和其它产品也开始面市并得到应用，性能数倍于龙芯1号的龙芯2号已进行首次流片，可以说，龙芯系列无论在产业化方面还是在核心技术突破方面，都一直保持着快速和稳定的节奏龙芯一号CPU采用0.18um CMOS工艺制造，具有良好的低功耗性，平均功耗0.5瓦特，在片内提供了一种特别设计的硬件机制，可以抗御缓冲区溢出类攻击在硬件上根本抵制了缓冲溢出类攻击危险，从而大大增加了服务器的安全性基于龙芯CPU的网络安全设备可以满足国家政府部门，企业机关对于网络与信息系统安全的需求龙芯2号采用180nm的CMOS工艺制造，片上集成了1350万个晶体管，硅片面积6.2毫米×6.7毫米，最高频率为500MHz，功耗为3-5瓦。

龙芯2号实现了先进的四发射超标量超流水结构，片内一级指令和数据高速缓存各64KB，片外二级高速缓存最多可达8MB龙芯2号的SPEC CPU2000标准测试程序的实测性能是龙芯1号的8-10倍基于龙芯2号的Linux-PC系统可以满足绝大多数的桌面应用1.2LCD液晶显示屏LCD显示的研究意义和背景 目前公司的各个产品线均有显示功能需求，从监护产品的参数界面，到超声、放射影像产品医学图像显示，从血球产品的分析结果，到MRI上的控制操作界面，都有UI用户界面显示要求，所以显示组件的使用范围极其广泛早期的显示使用冷阴极射线管CRT进行成像，现在已逐渐被LCD液晶显示技术所取代，液晶技术已成为最主要的一种显示技术被广泛应用 液晶显示屏的英文名称是Liquid Crystal Display(Device)，简称LCD根据LCD所采用的材料构造，可把液晶分为TN、STN、TFT等三大类，而据目前的技术原理又可以将它们再次分为TN、STN、FSTN、DSTN、TFT等诸多类别LCD的显示的发展历程及研究现状液晶的发现是由奥地利植物学家F·Reinetzer在一百年前完成的，然而长期以来并未给人类带来多少实用。

直到20世纪60年代，几个年轻的电子学家才打破了沉寂1961年，美国RCA公司普林斯顿试验室有一个年轻电子学者F·Heimeier正在准备博士论文的答辩，他的专业是微波固体元件他在这方面很有造诣这天，他的一个朋友向他讲述了正在从事的有机半导体方面的研究，跨学科的课题引起了他的极大兴趣他征求了导师的意见，在导师的支持、鼓励下，他毅然放弃了学有所成的专业领域，进入了一个他还知之甚少的新领域他把电子学方面的知识应用于有机化学，很快便取得了成绩不久，他对另一个新课题---激光又产生了兴趣，从而又与晶体打上了交道为了研究外部电场对晶体内部电场的作用，他想到了液晶他将两片透明导电玻璃之间夹上掺有染料的向列液晶当在液晶层的两面施以几伏电压时，液晶层就由红色变成了透明态出身于电子学的他立刻意识到这不就是彩色平板电视吗兴奋的小组成员与他立即开始了夜以继日的研究，他们相继发现了液晶的动态散射和相变等一系列液晶的电光效应并研制成功一系列数字、字符的显示器件，以及液晶显示的钟表、驾驶台显示器等实用产品RCA公司对他们的研究极为重视，一直将其列为企业的重大机密项目，直到1968年，才在一项最新科技成果的广播报导中向世界报导。

这一报导立刻引起了日本科技界、工业界的重视日本将当时正在兴起的大规模集成电路与液晶相结合，以“个人电子化”市场为导向，很快开发了一系列商品化产品，打开了液晶显示实用化的局面，掌握了主动，致使这一发展势头促成了日本微电子业的惊人发展而在美国，RCA公司中一些生产间部门的领导人一方面局限于传统的半导体产品，一方面又过分强调了初出茅庐的液晶显示器件的缺点，以市场还未开拓为借口，极力抵毁液晶显示的产业化为此，“液晶”小组成员开始外流，“液晶显示”的专利也被卖出现代液晶显示模块具有低电压、微功耗、易彩色化、被动显示等特点, 其显示器种类非常繁多, 屏幕面积从几平方毫米到近一平方米, 液晶显示方式可分为直视式显示、投影显示及虚拟式显示因而液晶显示应用几乎覆盖所有显示应用领域尽管近几年来OL ED、PDP、FED 等显示技术发展很快, 呼声很高, 但2002 年度SID 会议论文统计表明,液晶显示方面论文仍占整个显示论文的40 % ,是OLED 论文的4倍多20 年内液晶显示的主要应用分为四大类: a) 便携式显示:移动、PDA、电子书等; b) 车载显示: GPS、安全驾驶显示、多媒体显示等; c) 计算机显示: 笔记本电脑、监视器等;d) 家电和办公室显示: 电视、互联网络终端、电子报纸等。

1990～2010 年平均年增长率为20 % ,到2010 年液晶显示器产值将超过10 兆日元(约800 亿美元) 这些充分说明, 液晶显示是主流的显示技术, TFT-LCD 是主导的平板显示技术LCD显示屏概述 液晶显示屏的英文名称是Liquid Crystal Display(Device)，简称LCD根据LCD所采用的材料构造，可把液晶分为TN、STN、TFT等三大类，而据目前的技术原理又可以将它们再次分为TN、STN、FSTN、DSTN、TFT等诸多类别： LCD的特点是体积小、形状薄、重量轻、耗能少（1～10微瓦/平方厘米）、低发热、工作电压低（1.5～6伏）、无污染，无辐射、无静电感应，尤其是视域宽、显示信息量大、无闪烁，并能直接与CMOS集成电路相匹配，同时还是真正的“平板”式显示设备这些特点正在使显示领域从传统CRT走向LCD 在现在流行的应用领域中，LCD主要是无源矩阵显示器中的双扫描无源阵列彩显DSTN－LCD（俗称伪彩显）和有源矩阵显示器中的薄膜晶体管有源阵列彩显TFT－LCD（俗称真彩显） STN（Dual－Layer Super Twist Nematic）是指双扫描扭曲向列，意即通过双扫描方式来扫描扭曲向列型液晶显示屏，达到完成显示。