基于FPGA的VGA接口裸眼3D显示系统设计.doc

基于FPGA的VGA接口裸眼3D显示系统设计 董小龙，施建华，邵诗强 TCL集团工业研究院，深圳，广东 518052 摘要： 为了能够实现普通电脑VGA端口数据在华映4.8英寸3D显示屏，了一。该系统通过AD9883A采用2片SDRAM对图像进行交替缓存，将采用SDRAM存储采集到的数据通过LVDS发送器将并行RGB数据信号转换成LVDS信号，然后传输到显示屏上显示。该系统能够实时地将电脑中的显示在3D屏上，实现了裸眼3D的效果。 Design of Glasses-free 3D Displays System With VGA Interface Based On FPGA (College of Physics and Information Engineering, Fuzhou University, Fuzhou Fuji an 350001) Abstract: In order to display the 4.8” glasses-free 3D-LCD panel developed by CPTF, this paper proposes a data conversion system from VGA port to LVDS port. This system is achieved based on alternating reading and writing of two SDRAM , and finishing the main logic control in FPGA. Using the AD9883A can realize 3 channels, 8 precision data acquisition, and scale the image data to 800*480 resolution. the image data, which is stored in the SDRAM, is changed into the LVDS signal. The testing result shows that this system can perform fast, real time data conversions between computer and the glasses free 3D LCD, realize the effect of glasses-free 3D. Key words: scaler，glasses-free 3D; data acquisition; FPGA; SDRAM 1引言 《阿凡达》激起了人们对3D技术的狂热追求，使人们意识到3D显示的巨大市场价值。但是由于长时间配戴眼镜会带来头疼及眼睛疲劳等副作用，因此裸眼3D将成为3D显示技术发展的未来。 华映光电研制的4.8英寸方向性背光3D显示屏利用了一种照射方向可控制的方向背光技术，能将图像的成像焦点左右快速移动，使得透过LCD的光线已经带有方向性。这种背光组件只需配合刷新率为120Hz的液晶显示面板就可以生成3D影像。其能够实现6位800×480（2D/3D模式）显示，要求输入的为低电压串行LVDS信号。然而普通电脑VGA输出的为模拟信号，所以，必须要经过电路转换将VGA输出转换为所需要的LVDS信号。为了实现上述信号的转换，本文设计出一个基于FPGA的数据转换和存储系统。 2 系统总体结构设计 整个系统实现了由普通电脑VGA输出到3D屏LVDS接口的数据实时传递和转换的功能。主要包括数据采集模块、图像scaler模块，FPGA逻辑控制模块、SDRAM存储模块、LVDS发送模块。其工作原理为：普通电脑VGA输出的模拟信号要经过一个AD转换模块变成120Hz的8位RGB三路数字信号，经过scaler模块成800*480分辨率，6bit的信号，同时，为了实现数据实时传输，采用两片SDRAM进行乒乓操作，一片为写操作的时候，另一片读操作，读出的数据时序经过处理，满足3D屏时序的要求，然后经LVDS发送器传送给3D显示屏LVDS接口，最终将左右眼各60Hz、分辨率为800×480的两幅图像显示在屏上，实现裸眼3D显示。 其中，FPGA控制模块起到了核心作用，它作为控制信号产生和处理的中枢对其他外围电路进行实时的监控和管理。其内部包括，scaler模块，I2C控制模块、时钟同步模块、数据位数转换模块、SDRAM控制器等模块组成。FPGA控制模块内部结构如图1所示： 图1 FPGA内部结构框图 Fig.1 FPGA structure diagram 设计中采用XILINX公司spartan6系列的XC6SLX45。XC6SLX45具有43661个逻辑单元，同时还包含了最大2088