基于CPLD的VGA視頻顯示系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

　　視頻DAC模塊

　　ADV7123是一個(gè)三路10位輸入的高速視頻DAC，具有330MHz的最大采樣速度，與多種高精度的顯示系統(tǒng)兼容，包括RS-343A和RS-170，可以廣泛應(yīng)用于如HDTV、數(shù)字視頻系統(tǒng)(1600*1200 @100Hz)、高分辨率的彩色圖片圖像處理、視頻信號(hào)再現(xiàn)等，因此能夠滿足多方面應(yīng)用需求。視頻DAC（ADV7123）工作原理如圖3所示。

圖3 ADV7123工作原理

　　CPLD提供Hsync(行)、Vsync(場(chǎng))同步信號(hào)，直接接入15針的VGA顯示接口連接器。在點(diǎn)時(shí)鐘脈沖pixel clock的作用下將3路10位的RGB信號(hào)送入數(shù)據(jù)寄存器，而后送到3個(gè)DAC模塊，復(fù)合消隱信號(hào)和復(fù)合同步信號(hào)加到紅、綠、藍(lán)模擬信號(hào)送到輸出端。

　　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)是本文的重點(diǎn)，主要包括三部分內(nèi)容：SRAM讀寫狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)、CPLD與SRAM的緩沖模塊通信以及VGA時(shí)序設(shè)計(jì)。

　　SRAM讀寫狀態(tài)機(jī)的設(shè)計(jì)

　　以6416為核心的圖象處理機(jī)通過外部存儲(chǔ)器接口向外傳送數(shù)據(jù)，連接到后端的顯示系統(tǒng)；但SRAM需要嚴(yán)格的通信時(shí)序確保數(shù)據(jù)的完整性，此處在CPLD內(nèi)部通過狀態(tài)機(jī)構(gòu)造SRAM的讀時(shí)序和寫時(shí)序，確保了6416能夠和SRAM正常通信，也確保緩沖模塊的正常運(yùn)行。讀寫SRAM的時(shí)序圖如圖4和圖5所示。

圖4 讀周期時(shí)序圖

圖5 寫周期時(shí)序圖

　　當(dāng)從SRAM中讀取數(shù)據(jù)時(shí)：首先使能片選；UB、LB時(shí)鐘處于有效狀態(tài)；WE為高，時(shí)鐘處于無效狀態(tài)；主要由OE的時(shí)序來控制使其符合讀時(shí)序圖，才能正確地讀出存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)。在向SRAM中寫入數(shù)據(jù)時(shí)，同樣首先使能片選；UB、LB時(shí)鐘處于有效狀態(tài)；OE為高，時(shí)鐘處于無效狀態(tài)；主要由WE的時(shí)序來控制使之符合寫時(shí)序圖，才能向存儲(chǔ)器正確寫入數(shù)據(jù)。

　　CPLD與SRAM組成的緩沖模塊的通信

　　CPLD與SRAM組成的緩沖通信模塊，即如何乒乓讀寫SRAM機(jī)制。設(shè)定一個(gè)讀寫標(biāo)志FLAG，當(dāng)一塊SRAM寫滿一幀圖像時(shí)，F(xiàn)LAG會(huì)出現(xiàn)“1”到“0”或者“0”到“1”的跳變，同時(shí)切換數(shù)據(jù)流的流向，寫另一塊SRAM，同時(shí)切換輸出至后級(jí)DAC的數(shù)據(jù)流；如此循環(huán)，軟件流程圖如圖6所示。

圖6 緩沖模塊通信軟件流程圖