惠為君　沈兆軍

摘 要：介紹了VGA的基本概念和有關(guān)協(xié)議，給出了VGA 行場(chǎng)掃描的時(shí)序圖。基于verilog語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)了VGA視頻編碼芯片ADV7123的控制器。測(cè)試表明，該控制器是有效的。

關(guān)鍵詞：Verilog；VGA；控制器

中圖分類號(hào)：TN911

1 VGA時(shí)序

VGA（Video Graphics Array）是一種視頻傳輸標(biāo)準(zhǔn)，是彩色顯示器的主要接口。ADV7123是一款VGA視頻編碼芯片。VGA控制器就是根據(jù)VGA時(shí)序控制ADV7123輸出的視頻信號(hào)。VGA時(shí)序包括行掃描和場(chǎng)掃描時(shí)序，如圖1和圖2所示。

其中，掃描周期 Te = Tc + Td + Ta + Tb。Tc為行/場(chǎng)同步頭，Td為行/場(chǎng)消隱藏后肩，Ta為行/場(chǎng)圖像，Tb為行/場(chǎng)消隱前肩。以分辨率為 640*480，場(chǎng)頻為60HZ為例，各參數(shù)的值如表1所示。

每一場(chǎng)像素計(jì)數(shù)： 640*480 = 419200，每秒60場(chǎng)圖像，總共像素計(jì)數(shù)為：419200*60 = 25152000。由此計(jì)算得時(shí)鐘頻率 f = 25152000/1000000 = 25.152 MHZ，最終確定系統(tǒng)時(shí)鐘頻率為25 MHZ。

2 視頻編碼

ADV7123支持30bit編碼，也就是RGB各分量都取10個(gè)bit?？紤]到FPGA的引腳限制，一般取16bit編碼，也就是RGB565，綠色分量取6位，紅、黃色分量各取5位編碼。

3 VGA控制器Verilog核心程序

行計(jì)數(shù)器啟動(dòng)行掃描，代碼如下：

行列計(jì)數(shù)器值計(jì)數(shù)到有效圖像數(shù)據(jù)（640*480）區(qū)域時(shí)候，控制器輸出有效的16bit信號(hào)，驅(qū)動(dòng)ADV7123。同時(shí)，輸出有效的x、y坐標(biāo)，讀取該坐標(biāo)對(duì)應(yīng)的存儲(chǔ)器中的二維圖像信息。

4 VGA控制器驗(yàn)證

通過(guò)控制器控制可以在LCD顯示屏上顯示字符、RGB彩色圖像、視頻圖像。顯示字符時(shí)，在ROM中加載字模的mif文件。顯示彩色圖像時(shí)，先要提取彩色圖像的R、G、B各分量，制成mif文件，然后，在ROM中分別加載各個(gè)分量的mif文件。視頻圖像的顯示方法是把采集的視頻按幀顯示圖像即可。如圖3所示，為了驗(yàn)證設(shè)計(jì)，生成了兩個(gè)模塊，一個(gè)是提供時(shí)鐘的PLL，PLL輸出時(shí)鐘為25MHZ。一個(gè)是控制存儲(chǔ)字模數(shù)據(jù)ROM的模塊lcd_display。Lcd_display讀取兩個(gè)ROM，ROM1中存放字符為：Hello World*^_^*，ROM2中存放的字符為：電子設(shè)計(jì)自動(dòng)化。其中，英文字符的的尺寸為32*64，中文字符的寬度要求為英文字符的兩倍，因此，中文字符的尺寸為64*64。為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，取兩個(gè)ROM的寬度為64，深度都為512。字符在顯示器水平方向的起始位置為64，英文字符豎直方向的起始位置為128，中文字符的豎直方向的起始位置為256。以中文字符為例，讀取字符代碼如下：

4 結(jié)束語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)的控制器適用于VGA字符、圖像和視頻的顯示控制，仿真和試驗(yàn)表明該設(shè)計(jì)是可靠的，控制器性能是穩(wěn)定的。

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作者簡(jiǎn)介：惠為君（1969.03-），男，碩士，信息學(xué)院講師，主要從事電子信息方面的教學(xué)工。

作者單位：鹽城工學(xué)院，江蘇鹽城 224051