VGA视频输出模块的FPGA实现

摘? 要 VGA视频接口是目前应用最广泛的监视器信号接口之一。在模拟视频信号接口中，VGA视频接口具有较高的灵活性，适用于各种分辨率下的高质量视频信号传输。 本课题主要的研究内容是利用VHDL语言，在FPGA上实现一个简单的VGA视频输出模块，以显示各种图案和英文字符。VGA( 视频图形阵列 ) 作为一种标准的显示接口得到广泛的应用 , 一般有专用芯片，本实验采用 FPGA( 现场可编程门阵列 ) 设计 VGA 接口可以将要显示的数据直接送到显示器，节省了计算机 的处理过程，加快数据的处理速度，节约了硬件成本。 关键词： ?VGA?? 接口?? FPGA 基本任务 （1）? 用VHDL语言，在Mars-EDA-S实验板上实现一个简单的VGA视频输出模块。 （2）? 模块可以在640x480的显示模式下，输出几种简单的图像，包括：条状测试图、黑白棋盘图。 １．2扩展任务 （1）? 模块可以在640x480的显示模式下，输出数字和英文字母。 （2）? 由实验板上的键盘输入数字和英文字母并显示。 二、方案论证及总述 ?2．1方案论证 针对上述要求，分析其显示过程,首先了解一下显示的基本原理。 VGA显卡所处理的信息最终都要输出到显示器上，显卡的输出接口就是电脑与显示器之间的桥梁，它负责向显示器输出相应的图像信号。CRT显示器因为设计制造上的原因，只能接受模拟信号输入，这就需要显卡能输入模拟信号。VGA接口就是显卡上输出模拟信号的接口，VGA（Video Graphics Array）接口，也叫D-Sub接口。虽然液晶显示器可以直接接收数字信号，但很多低端产品为了与VGA接口显卡相匹配，因而采用VGA接口。VGA接口是一种D型接口，上面共有15针空，分成三排，每排五个。VGA接口是显卡上应用最为广泛的接口类型，绝大多数的显卡都带有此种接口。 目前大多数计算机与外部显示设备之间都是通过模拟VGA接口连接，计算机内部以数字方式生成的显示图像信息，被显卡中的数字/模拟转换器转变为R、G、B三原色信号和行、场同步信号，信号通过电缆传输到显示设备中。对于模拟显示设备，如模拟CRT显示器，信号被直接送到相应的处理电路，驱动控制显像管生成图像。而对于LCD、DLP等数字显示设备，显示设备中需配置相应的A/D（模拟/数字）转换器，将模拟信号转变为数字信号。在经过D/A和A/D2次转换后，不可避免地造成了一些图像细节的损失。VGA接口应用于CRT显示器无可厚非，但用于连接液晶之类的显示设备，则转换过程的图像损失会使显示效果略微下降。 针对ＶＧＡ显示器，方案一，可采用单片机来完成。方案二，用ＦＰＧＡ来完成，。 用单片机来完成显示，其速度满足不了，我们的时序要求。因此，要完成彩条及方格的显示，可能会达不到要求。 ＦＰＧＡ的时钟可做得很高，完全能满足ＶＧＡ的时序要求。因此本次设计，我们选用ＦＰＧＡ来完成。