基于FPGA的VGA控制原理.pdf

曩翟鳓逝瀚躐渊躐嘲 基于FPGA的VGA控制原理 薛枫1，乔磊2 (1．通辽电业局，内蒙古通辽028000；2．大连理工大学电气工程学院，辽宁大连116024) 摘要：随着嵌入式系统的迅速发展，对实时图像的处理显示有了更多的需要，文中依据VGA(视频图形阵 列)的显示原理，利用FPGA(现场可编程逻辑器件)产生VGA的控制时序信号，设计出一种VGA显示控制 器．为嵌入式设备信息的输出提供了一个完美的解决方案。 关键词：n℃A；VGA；行扫描；场扫描；仿真 器一般由CRT(阴极射线管)构成。阴极射线管发 O 引言 出的电子束打在涂有荧光粉的荧光屏上，产生R、 G、B(红，绿，蓝)三基色，最后合成一个彩色像素。 随着微电子技术的快速发展，促使集成电路向 显示器采用光栅扫描方式，即轰击荧光屏的电子束 高速、高集成度、低功耗的系统集成方向发展，FPGA 在CRT屏幕上从左到右(受行扫描信号HsYNC控 是现代电子技术和电子系统设计的汇聚点和发展 制)、从上到下(受场扫描信号VSYNC控制)做有规 方向，它广泛应用于数据采集和工业控制领域。作 律的运动。在VGA的接口协议中，不同的显示模式 为一种标准的显示接口，由于其输出信息量大，输 有不同的分辨率和不同的刷新率，所以其时序也不 出形式多样，便于在使用以FPGA为嵌入式的系统 相同。对于每种显示模式的时序，VGA都有严格的 中作为其输出设备，节省了硬件资源和成本。 1 VGA显示原理 显示模式下的时序图。 图l显示模式下VGA工业标准的行扫描时序 VGA是一种图像显示模式。常见的VGA显示 和场扫描时序(见表1)。 H l 23 ，-，-799800 像素频率 几几几几几几几几几厂b冯几几几几n几 圈l行、场扫描时序圈 表1 HS、VS时序工业标准 L 分辨率 刷新率 像素频率 同步脉冲 后沿 有效时间 前沿 帧长 L行扫描时序 8∞×∞O 72Hz 50MHz 120 64 8∞ 56 1040 L场扫描时序 8∞x印O 72Hz 50MHz 6 23 日∞ 37 6的 ～106一 曩野鹾黼解囹 像素，则全屏被划分为8×6个方格，这样要显示的 2 FPGA系统设计 逻辑像素容量很小，可以不用外部大容量的存储设 备，只用nGA自带的RAM就能满足要求，调用 图2为VGA接口实现的原理图。系统主要由 32位Ni∞Ⅱ一CPu模块、RAM显存模块和VGA时序 使用。 控制器模块组成。NiosⅡ一cPU模块负责实时的将 要显示的数据写入到RAM显存中，RAM显存模块