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        基于Verilog的VGA控制器

        2014-10-21 19:57:17惠為君沈兆軍
        關(guān)鍵詞:控制器

        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。

        參考文獻(xiàn):

        [1]劉威,石彥杰,高博.基于FPGA的VGA顯示模式識(shí)別[J].計(jì)算機(jī)工程與科學(xué),2008(04):152-155.

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        [3]夏宇聞.Verilog數(shù)字系統(tǒng)設(shè)計(jì)教程[M].北京航空航天大學(xué)出版社,2008.

        [4]姜世杰出,余紅英.基于FPGA的VGA接口驅(qū)動(dòng)技術(shù)[J].電子測(cè)試,2012 (12):42-45,29-32.

        [5]袁堂青,張玉璘.基于FPGA的VGA漢字顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].濟(jì)南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2011(01).

        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

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