FPGA平臺的VGA圖像顯示的設(shè)計與實現(xiàn)

　　摘要：根據(jù)VGA(Video Graphic Array)的原理，采用VHDL硬件描述語言，設(shè)計了一種基于Zedboard FPGA板卡的圖像顯示方案。實驗結(jié)果表明，在FPGA實現(xiàn)圖片顯示，達(dá)到了預(yù)期的效果，依據(jù)該原理，可以實現(xiàn)圖像的采集及在VGA顯示屏上顯示的實現(xiàn)。

　　引言

　　利用FPGA產(chǎn)生VGA時序信號和發(fā)送圖像信息，并將其作為圖像信號采集系統(tǒng)，將大大減小圖像開發(fā)的難度和投入。顯示器的顯示有許多標(biāo)準(zhǔn)，常見的有VGA、 SVGA等。在本設(shè)計中，設(shè)計了一種基于Xilinx公司7系列FPGA的VGA圖像顯示控制器，并在Zedboard板卡上進(jìn)行了測試，并成功地在顯示器上顯示了企鵝的頭像。利用該原理，可以脫離PC機(jī)實現(xiàn)圖像顯示的功能，減少成本投入。

　　VGA的原理

　　VGA作為一種標(biāo)準(zhǔn)的顯示接口得到了廣泛的應(yīng)用。常見的彩色顯示器一般由CRT(陰極射線管)構(gòu)成，彩色是由R、G、B (紅: Red、綠: Green、藍(lán):B1ue)三色組成。顯示是采用逐行掃描的方式，陰極射線槍發(fā)出的電子束打在涂有熒光粉的熒光屏上，產(chǎn)生RGB三基色，最后合成一個彩色圖像。在VGA接口協(xié)議中，不同的顯示模式因為有不同的分辨率或不同的刷新頻率，所以其時序也不相同。對于每種顯示模式的時序，VGA都有嚴(yán)格的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。圖1、圖2為VGA行掃描、場掃描的時序圖?！　?/p>

　　

 

　　圖片顯示原理

　　首先利用Image2lcd軟件，將我們所需要的圖片轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制的文件，需要注意的是對于不同的VGA接口設(shè)計方式，需要轉(zhuǎn)換的文件格式也是不一樣的，在這里，設(shè)置生成256色的圖片文件。

　　圖片顯示需要將圖片的信息發(fā)送到VGA接口，該設(shè)計采用的方案是在對像素進(jìn)行計數(shù)、場計數(shù)的時候，就把圖片信息直接賦值給顏色信號R、G、B，需要對圖片的顯示像素一一判斷對應(yīng)的位置。