摘 要：本文給出了基于Altera DSP Builder平臺(tái)下VGA接口的系統(tǒng)級(jí)設(shè)計(jì)方法。該接口模塊可利用NiosⅡ進(jìn)行靈活地控制和配置。文中在CycloneⅡ DSP平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了該設(shè)計(jì)并驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的有效性。

　　關(guān)鍵詞：VGA;DSP Builder;SOPC;行頻;場(chǎng)頻

　　引言

　　隨著電子技術(shù)的發(fā)展，VGA(視頻圖形陣列)接口出現(xiàn)在很多嵌入式平臺(tái)上，用于圖像信息的實(shí)時(shí)顯示等。在某些情況下，設(shè)計(jì)者希望通過(guò)普通的顯示器或投影儀觀測(cè)FPGA內(nèi)部的一些矢量信號(hào)，即把帶VGA接口的顯示器當(dāng)作示波器使用等，這就需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，使之能夠在顯示器上實(shí)時(shí)顯示。

　　本文基于DSP Builder的VGA接口設(shè)計(jì)方法，對(duì)VGA接口時(shí)序和系統(tǒng)設(shè)計(jì)需求進(jìn)行了介紹，并在硬件平臺(tái)下實(shí)現(xiàn)一維與二維信號(hào)的顯示。

　　VGA接口標(biāo)準(zhǔn)

　　VGA顯像原理

　　顯示器通過(guò)光柵掃描的方式，電子束在顯示屏幕上有規(guī)律地從左到右、從上到下掃描。在掃描過(guò)程中，受行同步信號(hào)控制，逐點(diǎn)往右掃，完成一行掃描的時(shí)間倒數(shù)為行頻;同時(shí)又在行同步脈沖期內(nèi)回到屏幕的左端，從上往下形成一幀，在垂直方向上受場(chǎng)同步信號(hào)控制，完成一幀的時(shí)間倒數(shù)為場(chǎng)頻。圖像的顯示過(guò)程即為在電子束掃描過(guò)程中，將地址與圖像的像素依次對(duì)應(yīng)，每一個(gè)被尋址的像素只獲得其自身的控制信息，而與周圍的像素不發(fā)生干擾，從而可以顯示穩(wěn)定的圖像。

　　VGA接口是顯示卡上輸出模擬信號(hào)的接口，也叫D-Sub接口。這種接口上面共有15個(gè)針孔，分成3排，每排5個(gè)，通過(guò)模擬VGA接口顯示圖像的工作原理，將計(jì)算機(jī)內(nèi)部以數(shù)字方式生成的顯示圖像信息，通過(guò)顯卡中的ADC轉(zhuǎn)變?yōu)镽、G、B三基色信號(hào)和行、場(chǎng)同步信號(hào)，通過(guò)電纜傳輸?shù)斤@示設(shè)備中。

　　VGA時(shí)序

　　VGA的時(shí)序包括水平時(shí)序和垂直時(shí)序，且兩者都包含的時(shí)序參數(shù)有：水平(垂直)同步脈沖、水平(垂直)同步脈沖結(jié)束到有效顯示數(shù)據(jù)區(qū)開(kāi)始之間的寬度(后沿)、有效顯示區(qū)寬度、有效數(shù)據(jù)顯示區(qū)結(jié)束到水平(垂直)同步脈沖寬度開(kāi)始之間的寬度(前沿)。水平有效顯示區(qū)寬度與垂直有效顯示區(qū)寬度邏輯與的區(qū)域?yàn)榭梢晠^(qū)域，其他區(qū)域?yàn)橄[區(qū)。

　　一行或一場(chǎng)的時(shí)序信息如圖1所示。

　　圖1 行/場(chǎng)時(shí)序圖

　　根據(jù)目前的顯示器性能參數(shù)，以LG 505E為例，其最大分辨率已可達(dá)到1024