FPGA tabanlı dokunmatik ekranlı kullanıcı arabirim tasarlanması ve gerçekleştirilmesi

Abstract

Günümüzde savunma, sayısal işaret işleme, uzay, tıbbi görüntüleme ve otomotiv alanlarında Sıvı Kristal Ekran (LCD) kullanımı yaygındır. Kullanıcı ile etkileşim içeren bu cihazlarda sadece gelişmiş arabirimler yardımıyla etkin iletişim sağlamak mümkündür.Bu tezde Sahada Programlanabilir Kapı Dizisi (FPGA) tabanlı bir gömülü sistemde dokunmatik LCD Ekranların kullanılması anlatılmaktadır. Burada FPGA tabanlı kullanıcı arabiriminin düşük maliyet ve yüksek performans gözetilerek, hızlı bir şekilde tasarlanması ve gerçekleştirilmesi hedeflenmiştir. Ek olarak sabit işlemcilerle geliştirilen aygıtlar yerine, farklı sistemlere uygulanabilen farklı ekranların kullanılabildiği bir sistem oluşturma hedeflenmiştir.Oluşturulan sistemde, insan makine etkileşimini sağlayan dokunmatik ekranlı kullanıcı arayüzünün tasarlanması seri port yoluyla sağlanmıştır. Ekran tasarımı bilgisayardan gönderilen komutların gömülü sistemde işlenerek dokunmatik ekranda görüntülenmesi ile gerçekleştirilmektedir. Bu sayede tasarımcı yazılımın sentezlenmesi ve yüklenmesi aşamalarında zaman kaybı yaşamamaktadır ve tamamen arabirimin tasarımına yoğunlaşabilmektedirTezde kullanıcı arabirimi olarak dokunmatik panelli LCD ekran ve geliştirme ortamı olarak FPGA kullanıldı. Kullanıcı arabirimin yapısal tasarımında Nexys2 geliştirme kartı kullanılmıştır. Gerçekleştirilen insan makine arabiriminin yeniden kullanılabilir olması ve farklı geliştirme kartlarına kolay kullanımı için sistem IP Çekirdeklerinden (Intellectual Property-Fikri Mülkiyet) oluşturulmuştur.Gerçekleştirilen bu sistem, tasarım aşamasında gerçek cihazlar kullanılarak sentezleme ve yükleme adımları olmadan, doğrudan arabirimin tasarlanılabilmesi amacına temel teşkil edecek biçimde oluşturulmuştur.

Nowadays, Liquid Crystal Display (LCD) is common in military defence, digital signal processing, aerospace, medical imaging, and automotive areas. Interaction with the user in these devices it is only possible to obtain effective communication with advanced interfacesIn this thesis, the usage of touch LCD Screens in a FPGA based embedded system is described. In this way, it is aimed to design and implement FPGA based user interfaces quickly with the understanding of low cost-high performance theory. In addition, instead of the devices developed with fixed processors, it is aimed to design a system in which different screens can be used and also which can be applied to different systems.In this designed system, the design of touch screen user interface which allows interaction between human and machine is enabled via serial port. The screen design is achieved after the commands, sent from the computer, are processed in embedded system and displayed in touch screen. By this means, in the process of synthesis and installation of designer software no time is wasted, and so it is possible to focus only on the design of the interface.In this thesis, touch panelled LCD screen, as user interface, and FPGA, as progressing context, are used. In the design of user interface the Nexys 2 Development Card is used to reduce the amount of cost.This system is designed by using real devices in the process of design without the synthesis and installation steps which enables to design the interface directly.