基于fpgacpld的嵌入式vga显示系统

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1、万方数据PLDCPLDFPGA应用中文核心期刊{：微计算机信息：}(嵌入式与SOC)2008年第24卷第9．2期文章编号：1008-0570(2008)09-2-0146-03基于FPGA／CPLD的嵌入式VGA显示系统EmbededVGADisplaySystemBasedonFPGA／CPLD(武汉科技大学)王恒心熊庆国王鑫陈礼敏WANGHeng-xinXIONGQing-guoWANGXinCHENLi—rain摘要：本文介绍了基于FPGA／CPLD的嵌入式VGA显示系统的设计，详细讨论了用、，HDL设计行场扫

2、描时序的方法，这种设计方法稍作改动便可产生任意行场扫描时序，具有很好的移植性。该显示系统已成功地在雷达图形显示系统中使用，且显示器的分辨率达到了1280*1024．刷新频率为60Hz。关键词：嵌入式：VHDL；FPGA；CPLD；VGA显示中图分类号：TP302文献标识码：AAbstract：ThedesignofembededVGAdisplaysystembasedonFPGA／CPLDareintroducedinthispaper．ThetimingfortheVGAsynchronizationsignal

3、isgeneratedbyVHDLlanguage．ThismethedcangenerateanytimingfortheVGAsynchronizationsignalonlyhasalittlechange，Andithasgoodreplantation．ThisdisplaysystemhassucceedusedinRadargraphdisplay，Andcansupportresolutionsofupto1280x1024pixelsat108MHz．Keywords：Embed；VHDL；FPGA

4、；CPLD；VGADisplayVGAf视频图形阵列VideoGraphicsArray)是IBM在1987年随PS／2机一起推出的一种视频传输标准，具有分辨率高、显示速牵决、颜色丰富等优点。在彩色显示器领域得到了广泛的应用。目前VGA技术的应用还主要基于VGA显示卡的，而在一些既要求显示彩色高分辨率图像又不使用计算机的设备上，VGA技术的应用却很少。本文对基于FPGA／CPLD的嵌入式VGA显示的实现方法进行了研究。基于FPGMCPLD的嵌入式VGA显示系统，可以在不使用VGA显示卡的情况下实现VGA图像的显示和控

5、制。该系统具有成本低、结构简单、应用灵活的优点。1基于FPGA／CPLD的嵌入式VGA显示系统简介通用VGA显示卡系统主要由控制电路、显示缓存区和视频BIOS程序三个部分组成。其控制电路主要完成时序发生、显示缓冲区数据操作等功能；显示缓冲区提供显示数据缓存空间；视频BIOS作为控制程序同化在显示卡的ROM中。在基于FPGA／CPLD的嵌入式VGA显示系统的设计中，可以使用很少的资源，就产生VGA各种控制信号，达到显示彩色高分辨率图像的要求，而不需用VGA显示卡和计算机设备。图l是基于FPGMCPLD的嵌入式VGA显示

6、系统的结构框图，图中FPGA采用的是Ahera公司CycloneII系列的EP2C35F672C这款FPGA．CycloneII器件采用90hm、低K值电介质工艺，通过使硅片面积最小化，可以在单芯片上支持复杂的数字系统。EP2C35F672C该芯片提供了33216个逻辑单元，包括了嵌入式18·18位乘法器、专用外部存储器接口电路、4KB嵌入式存储器件、4个锁相环和高速差分I／O等功能。该芯片的工作频率和引脚10等资源都能很好的满足本系统的要求．FPGA的工作时钟王恒心：研究生基金项目：湖北省教育厅科学研究计划项目(2

7、003A006)湖北省教育厅为54MHz。VGA接口芯片采用了ADV7125。该芯片是美国ADI公司生产的高速视频数模转换芯片，其像素扫描时钟频率有50MHz、140MHz、270MHz、330MHz四个等级。ADV7125在单芯片上整合了三组8位高速EVA转换器，可以分别处理红、绿、蓝视频数据，特别适用于高分辨率模拟接口的显示终端和要求高速D／A转换的应用系统。ADV7125的输入及控制信号非常简单：3组8位的数字视频数据输入端，分别对应RGB视频数据，数据输入端采用标准TTL电平接口；4条视频控制信号线包括复合同

8、步信号SYNC、消隐信号BLANK、白电平参考信号REFWHITE和像素时钟信号CLOCK；外接一个1．23v数模转换参考电压源和1个输出满度调节。只有4条输出信号线：模拟RGB信号采用高阻电流源输出方式，可以直接驱动75Q同轴传输线。图1基于FPGMCPLD的嵌入式VGA显示系统框图2模块划分与模块功能定义FPGA中包含了四个工作模块：VGA