文档介绍：基于FPGA的VGA显示控制器的实现孙艳,孙爱良*,王紫婷(兰州交通大学电子与信息工程学院甘肃兰州,730070(*兰州交通大学实验室管理处甘肃兰州,730070摘要:VGA作为一种标准的显示接口得到广泛的应用。本论文依据VGA接口设计原理,采用VHDL语言以及Altera公司的Cyclone系列FPGA进行VGA显示控制器的设计,最后给出了Quartus II的仿真结果。关键词:VGA;FPGA;VHDL;Quartus IIAbstract:Asastandarddisplayinterface,,panyAlter’,:VGA;FPGA;VHDL;QuartusII中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1001-9227(200806-0106-020 引言VGA(Video Graphic Array接口是与显示器进行通信的唯一接口。通过FPGA器件控制RGB信号、行同步信号、场同步信号等信号,并参照有关标准,最后可以实现对VGA显示器的控制。VGA图像控制器是一个较大的数字系统,传统的图像显示方法是将图像数据传回电脑并通过显示器显示出来,在传输的过程中就需要CPU不断地对图像数据信号进行控制,这样就造成了CPU资源的浪费,同时系统还需要依赖电脑,因而降低了系统的灵活性。利用FPGA芯片和EDA设计方法,可以根据用户的需要,设计出针对性强的VGA显示控制器,而且不需要依靠计算机,既能够大大降低成本,又可以满足生产实践中不断变化的需要,同时产品的升级换代也方便迅速。本设计采用了Altera公司的EDA软件Quartus II,并以Cylone系列FPGA器件为硬件平台进行系统设计。1 VGA显示接口原理计算机显示器的显示有许多接口标准,常见的有VGA、SVGA等。VGA接口,也叫D-Sub接口,是15针的梯形插头,分成3排,每排5个,传输模拟信号。VGA接口采用非对称分布的15针连接方式,其工作原理是:将显存内以数字格式存储的图像(帧信号在RAMDAC里经过模拟调制成模拟高频信号,然后再输出到显示设备成像。VGA支持在640×480的较高分辨率下同时显示16种色彩或256种灰度,同时在320×240分辨率下可以同时显示256种颜色。VGA显示器的显示是采用逐行扫描的方式解决。扫描从屏幕的左上方开始,从左到右, 从上到下,逐行扫描,每扫完一行,电子束回到屏幕的左边下一行的起始位置,在这期间对电子束进行行消隐,每行结束时,用行同步信号进行行同步,扫描完所有行,用场同步信号进行场同步,并使扫描回到屏幕的左上方,同时进行场消隐,并预备进行下一次的扫描。2 VGA显示控制器的设计实现系统硬件框图如图1所示。通常VGA显示器显示的图像数据量较大,而FPGA内置ROM很难满足这么大的存储量,FPGA需要外接SDRAM来存储这些数据。VGA显示器的输入的是模拟信号,所以由VGA显示控制器产生的RGB信号在进入VGA接口之前要经过一个D/A转换器。图1