LCD控制器作为一款面向手持设备的商用芯片,功耗成为设计中需要考虑的关键问题。低功耗的LCD控制器设计不但可以尽量避免频繁更换电池,同时能够有效减轻或消除功耗过大导致的电路参数漂移、可靠性下降、芯片封装成本增加等问题。本文讨论了一种适用于彩色/黑白LCD的低功耗控制器,内嵌320KB的显示缓存。该LCD控制器可以支持多种不同类型的CPU和操作系统;提供虚拟显示,透明显示,硬件光标,硬件旋转及画中画功能;集成了2D图形加速引擎以获得更好的显示性能;32位的内部数据总线为显示缓存提供了高效率的带宽,加速图像的刷新。在低功耗设计方面,本文采取了一系列措施。在系统设计时,使用系统时钟分配方案、动态功耗管理、总线隔离和分布式存储结构,分别通过降低系统的时钟频率、禁止系统的无效操作、减少总线负载和每次仅访问小块显示缓存来降低功耗。在算法级设计中采用自适应游长编码对显示缓存中的数据进行压缩,减少系统访问显示缓存的频率来降低功耗。在将逻辑设计综合成门级网表时,通过设置Design Compiler软件自动插入门控时钟逻辑和操作数分离逻辑来降低功耗。用Verilog HDL语言完成对上述LCD控制器的RTL级硬件描述后,对该LCD控制器进行了功能仿真和FPGA验证,并给出了整个系统的功耗分析,低功耗设计后顶层平均功耗仅为11.17μW。系统中功耗消耗最大的模块为320KB的显示缓存,其次为图形显示控制模块和时钟产生模块。因此,集中降低这三部分的功耗对系统的功耗有显著影响,尤其是降低显示缓存的功耗。各项验证结果均表明本文提出的高性能高集成度的LCD控制器的结构和低功耗设计方案切实可行,同时达到了较高的硬件指标,是一款具有较强实用价值的LCD控制器。