图像控制器广泛应用于各种图形显示设备中,近年来的热点是手持设备中的LCD图像控制器的设计实现和优化,同时考虑手持设备对物理尺寸、功耗和成本的要求。本文讨论应用于手持设备中的中小尺寸LCD图像控制器,其主要功能是在系统中进行图像显示和图像处理。本设计中嵌入显示存储器用来储存需要显示的图形的数据,添加二维图形加速引擎用来加速图形拷贝、移动、填充和颜色扩展等。针对手持设备的照相功能,本设计嵌入JPEG硬件编码解码器和YUV/RGB的转换器,摄像头接口,图形裁减单元等。文章在分析图像控制器在平板显示系统中功能和体系结构的基础上,采用由上至下(TOP-DOWN)的设计方法,完成手持设备图像控制器芯片的前端设计和FPGA验证。文章讨论了手持设备中图像控制器的功能、结构、电路实现,在此基础上,分析了图像控制器的结构和算法,并实现了BitBLT引擎和JPEG编码解码器。详细讨论了应用于DCT/IDCT的分布式算法(DA算法),用于熵编码的快速哈夫曼编码解码算法。另外讨论了实现设计中总线宽度,多时钟设计,显示存储器仲裁逻辑,颜色扩展的实现等关键问题。通过对速度、功耗、面积的优化处理和折衷考虑完成了图像控制器设计,并给出了逻辑仿真及FPGA验证的结果。该设计采用流水线处理结构,能达到非常快的处理速度,同时进行了功耗优化。本文用Verilog硬件描述语言实现了图像控制器的前端设计流程,使用EDA工具进行了逻辑仿真和验证,并用FPGA芯片来进行方案验证,文章详细给出了FPGA测试环境的搭建和测试。采用Synopsys公司的VCS (版本6.0.1)来分别实现仿真。最后在Xilinx公司Virtex-2Pro-vp40-fg1152-4的FPGA来进行FPGA实现。通过系统仿真和逻辑验证显示该图像控制器满足预期的功能要求。