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(jié)合FPGA的特點(diǎn)，分別從硬件電路，時(shí)序信號(hào)產(chǎn)生和軟件實(shí)現(xiàn)三個(gè)方面對(duì)VGA圖像控制器的設(shè)計(jì)進(jìn)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(yǔ)言編寫(xiě)。 最后給出了該控制器在Quartus Ⅱ中的仿真結(jié)果并指出了該設(shè)計(jì)的可行性及優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列;視頻圖形陣列;VGA時(shí)序信號(hào);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(jiǎn)稱(chēng)。原來(lái)是微機(jī)系統(tǒng)使用的顯示接口，因?yàn)槭褂脧V泛，現(xiàn)在絕大部分的顯示設(shè)備都帶有VGA顯示接口。因此，對(duì)于由嵌入式微處理器構(gòu)成的圖像處理系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，采用VGA顯示輸出接口具有兼容性強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。而且VGA顯示接口具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠，兼容性強(qiáng)，時(shí)序容易由微處理器實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，因此，結(jié)合FPGA(現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列）的多分辨率VGA圖像控制器在嵌入式的圖像處理系統(tǒng)中有廣泛的應(yīng)用前景^［1］。

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

VGA顯示接口采用的是光柵逐行掃描的方法來(lái)顯示圖像，其過(guò)程可以用圖2來(lái)描述。

VGA顯示可以大致分成兩個(gè)階段，一是行掃描，二是場(chǎng)掃描。開(kāi)機(jī)后，首先執(zhí)行場(chǎng)掃描的前肩消隱，如圖2的最上面黑線(xiàn)所示，整個(gè)屏幕變黑；接著場(chǎng)掃描信號(hào)有效，到行掃描的前肩消隱，如圖2的第二行所示。