基于ＦＰＧＡ的多分辨率ＶＧＡ圖像控制器設計

摘 要：首先介紹了多分辨率VGA圖像控制器的顯示原理，然后結合FPGA的特點，分別從硬件電路，時序信號產生和軟件實現三個方面對VGA圖像控制器的設計進行了介紹。其中，硬件電路使用Cyclone Ⅱ EP2C35 和 adv7123組合，軟件使用VHDL語言編寫。 最后給出了該控制器在Quartus Ⅱ中的仿真結果并指出了該設計的可行性及優越性。

關鍵詞：現場可編程門陣列;視頻圖形陣列;VGA時序信號;多分辨率

A Multi-resolution VGA Display Controller Design Based on FPGA

CHEN Zhisheng，CHEN Jingxian

(Imformation Department，Ocean University，Zhanjiang，524088，China)

Abstract：The principle of multi-resolution VGA display is introduced，and then according the features of the FPGA，the hardware schematics consist of CycloneII EP2C35 and adv7123，timing sequence，and the software implement for the multi-resolution VGA display controller written by VHDL are discussed.Finally，the simulation result using the QUARTUSII，and the feasibility and advantage of this design are pointed out.

Keywords：FPGA;VGA;VGA timing sequence;multi-resolution

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1 VGA顯示原理

VGA顯示接口是視頻圖形陣列(Video Graphics Array)接口的簡稱。原來是微機系統使用的顯示接口，因為使用廣泛，現在絕大部分的顯示設備都帶有VGA顯示接口。因此，對于由嵌入式微處理器構成的圖像處理系統來說，采用VGA顯示輸出接口具有兼容性強的優勢。而且VGA顯示接口具有結構簡單，性能可靠，兼容性強，時序容易由微處理器實現的特點，因此，結合FPGA(現場可編程門陣列）的多分辨率VGA圖像控制器在嵌入式的圖像處理系統中有廣泛的應用前景^［1］。

VGA顯示接口總共有15條線，如圖1所示，可分為三組：一是RGB三色模擬信號輸入線，輸入信號為0~0.7 V;二是RGB三色地線，接地處理；三是時序信號線，分別是行同步線(Horizon Synchronizing，HS），場同步線(Vertical Synchronizing，VS），這兩條線控制了VGA的顯示時序。

VGA顯示接口采用的是光柵逐行掃描的方法來顯示圖像，其過程可以用圖2來描述。

VGA顯示可以大致分成兩個階段，一是行掃描，二是場掃描。開機后，首先執行場掃描的前肩消隱，如圖2的最上面黑線所示，整個屏幕變黑；接著場掃描信號有效，到行掃描的前肩消隱，如圖2的第二行所示。