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例說FPGA連載55：VGA顯示驅(qū)動之功能概述 特權(quán)同學，版權(quán)所有 配套例程和更多資料下載鏈接： http://pan.baidu.com/s/1c0nf6Qc 
VGA（Video Graphics Array）即視頻圖形陣列，是IBM在1987年隨PS/2（PS/2 原是“Personal System 2”的意思，“個人系統(tǒng)2”，是IBM公司在1987年推出的一種個人電腦。PS/2電腦上使用的鍵盤鼠標接口就是現(xiàn)在的PS/2接口。因為標準不開放，PS/2電腦在市場中失敗了。只有PS/2接口一直沿用到今天）一起推出的使用模擬信號的一種視頻傳輸標準，在當時具有分辨率高、顯示速率快、顏色豐富等優(yōu)點，在彩色顯示器領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。這個標準對于現(xiàn)今的個人電腦市場已經(jīng)十分過時。即使如此，VGA仍然是最多制造商所共同支持的一個標準，個人電腦在加載自己的獨特驅(qū)動程序之前，都必須支持VGA的標準。例如，微軟Windows系列產(chǎn)品的開機畫面仍然使用VGA顯示模式，這也說明其在顯示標準中的重要性和兼容性。 VGA最早指的是顯示器640X480這種顯示模式。（而今天的VGA其實已經(jīng)不僅僅局限于640X480這種分辨率了，通常情況下，各種各樣適用于VGA接口傳輸?shù)姆直媛识伎梢越y(tǒng)稱為VGA。當然了，嚴格來講，每個分辨率都會有自己的叫法，如800X600就稱作SVGA。）VGA接口如圖7.1所示。
圖7.1 VGA接口 驅(qū)動VGA顯示的接口，主要有以下3種信號：行同步信號HSYNC，場同步信號VSYNC和3條色彩電壓傳輸信號（R、G、B分別對應(yīng)）。色彩信號的電壓為0~0.7V，其同步是靠前面兩個信號來協(xié)助的。至于HSYNC和VSYNC和色彩信號之間以什么樣的關(guān)系進行傳輸，這都是相對固定的，雖然VGA收發(fā)雙方?jīng)]有時鐘信號做同步，但我們通常會約定發(fā)送方有一個基本的時鐘，VSYNC、HSYNC和色彩信號都會按照這個時鐘的節(jié)拍來確定狀態(tài)。 VGA的接口時序如圖7.2所示，場同步信號VSYNC在每幀（即送一次全屏的圖像）開始的時候產(chǎn)生一個固定寬度的高脈沖，行同步信號HSYNC在每行開始的時候產(chǎn)生一個固定寬度的高脈沖，色彩數(shù)據(jù)在某些固定的行和列交匯處有效。
圖7.2 VGA驅(qū)動基本時序 如前所述，我們通常以一個基準時鐘驅(qū)動VGA信號的產(chǎn)生，用這個基準時鐘為時間單位來產(chǎn)生的時序如圖7.3所示。
圖7.3 VGA接口行、場時序 對于一個刷新頻率為60Hz，分辨率為640X480的標準VGA顯示驅(qū)動，若它的基準驅(qū)動時鐘為25MHz，它的計數(shù)脈沖參數(shù)如表7.1所示。注意列的單位為“行”，而行的單位為“基準時鐘周期數(shù)”，即25MHz時鐘脈沖數(shù)。 表7.1 VGA驅(qū)動時序參數(shù)表
對于一個刷新頻率為72Hz，分辨率為800X600的SVGA顯示驅(qū)動，若它的基準驅(qū)動時鐘為50MHz，它的計數(shù)脈沖參數(shù)如表7.2所示。注意列的單位為“行”，而行的單位為“基準時鐘周期數(shù)”，即50MHz時鐘脈沖數(shù)。 表7.2 SVGA驅(qū)動時序參數(shù)表
對于一個刷新頻率為60Hz，分辨率為1024X768的顯示驅(qū)動，若它的基準驅(qū)動時鐘為65MHz，它的計數(shù)脈沖參數(shù)如表7.3所示。注意列的單位為“行”，而行的單位為“基準時鐘周期數(shù)”，即65MHz時鐘脈沖數(shù)。 表7.3 XGA驅(qū)動時序參數(shù)表
對于一個刷新頻率為60Hz，分辨率為1280X960的顯示驅(qū)動，若它的基準驅(qū)動時鐘為108MHz，它的計數(shù)脈沖參數(shù)如表7.4所示。注意列的單位為“行”，而行的單位為“基準時鐘周期數(shù)”，即108MHz時鐘脈沖數(shù)。 表7.4 XVGA驅(qū)動時序參數(shù)表
對于一個刷新頻率為60Hz，分辨率為1280X1024的顯示驅(qū)動，若它的基準驅(qū)動時鐘為108MHz，它的計數(shù)脈沖參數(shù)如表7.5所示。注意列的單位為“行”，而行的單位為“基準時鐘周期數(shù)”，即108MHz時鐘脈沖數(shù)。 表7.5 SXGA驅(qū)動時序參數(shù)表
對于一個刷新頻率為60Hz，分辨率為1920X1080的顯示驅(qū)動，若它的基準驅(qū)動時鐘為130MHz，它的計數(shù)脈沖參數(shù)如表7.6所示。注意列的單位為“行”，而行的單位為“基準時鐘周期數(shù)”，即130MHz時鐘脈沖數(shù)。 表7.6 HDTV驅(qū)動時序參數(shù)表
了解了VGA的基本驅(qū)動原理，我們還要回來看看實際驅(qū)動電路的工作原理。由于FPGA接口都是數(shù)字信號，無法直接輸出VGA色彩信號所需的0-0.7V模擬電壓，所以需要使用專門的DAC芯片進行轉(zhuǎn)換。我們的SF-VGA子板就板載了一顆專用的3路DAC轉(zhuǎn)換芯片ADV7123。 本實例連接VIP1核心板和SF-VGA子板進行實驗。VGA驅(qū)動時序產(chǎn)生模塊通過宏定義實現(xiàn)VGA /SVGA /720p /1080p多分辨率顯示驅(qū)動，功能框圖如圖7.4所示。
圖7.4 工程實例5功能框圖 |
