随着面向多媒体应用SOC技术的飞速发展，便携式个人数字设备应用正日益成熟和丰富，拍照、电影、3D游戏等各种应用不断完善。基于这一背景，良好的人机视觉交互界面成为高端数字产品追求的重要指标。顺应这一需求，目前国内外市场上几款主流高端SOC芯片中都集成了高性能LCD控制器，支持多层图像显示是这一系列高性能LCD控制器的特征。　　 本文在市场调研基础上，深入探讨多层显示技术，制定多层显示LCD控制器基本架构，确定LCD控制器主要功能。本文设计的LCD控制器支持四层图像/视频叠加显示，各层主要特征如下：基层一般用做背景，支持RGB格式图像；覆盖层1一般用于浏览照片、观看电影，支持RGB格式图像和YUV格式视频；覆盖层2用于菜单显示，支持RGB格式图像；硬件鼠标层一般用于鼠标指针显示。覆盖层1和覆盖层2都支持α混合及色键功能。基本架构和主要功能确定后，首先用Matlab工具对主要功能进行模拟仿真，结果正确；然后使用verilog硬件描述语言完成LCD控制器的设计。该LCD控制器主要划分为七大模块：DMA控制器模块是AMBA AHB上的主设备，其功能是根据合理的仲裁机制，为各通道搬运帧图像数据：输入FIFO模块用于缓冲总线上传输的图像数据；上采样模块用于将YUV4:2:0和YUV4:2:2转化为YUV4:4:4格式，并完成YUV4:4:4到RGB8:8:8的颜色空间转换；多层图像叠加处理模块的主要功能是完成四层图像的α混合及色键处理、鼠标指针调色及叠加等；输出FIFO模块用于缓存最终的显示信号；Panel接口模块产生LCD显示驱动器所需的数据和控制信号：Slave模块具有标准的AHB Slave接口，用于总线对LCD控制器的寄存器配置。　　 采用Synopsys公司的仿真工具VCS，并利用PLI接口，对设计进行可视化功能仿真；采用Synplicity公司的Synplify对设计进行综合；采用Altera公司的QuartusⅡ对设计进行布局布线，并建立相应的FPGA原型。仿真和FPGA验证结果表明，该LCD控制器功能完善、性能优良，各种多层叠加模式均可清晰流畅地显示，实现了预期目标。