基于FPGA/CPLD的VGA顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　幾種常用的時(shí)序參數(shù)如表 1和表2 所示，首先，根據(jù)顯示器的性能選擇一種合適的VGA模式，然后由象素時(shí)鐘頻率和圖像分辨率計(jì)算出行總周期數(shù)，再把表 1和表 2中給出的 a、 b、c、d各時(shí)序段的時(shí)間按照象素計(jì)數(shù)脈沖源頻率折算成時(shí)鐘周期數(shù)。在 FPGA/CPLD中用計(jì)數(shù)器和觸發(fā)器，以計(jì)算出的各時(shí)序段時(shí)鐘周期數(shù)為基準(zhǔn)，產(chǎn)生不同寬度和周期的脈沖信號(hào)，再利用它們的邏輯組合構(gòu)成圖 2和圖 3中的 a、b、c、d各時(shí)序段以及 ADV7125的空白信號(hào) BLANK和同步信號(hào) SYNC。

　　一個(gè)示例就是 60Hz時(shí) 1280×1024分辨率顯示的 VESA標(biāo)準(zhǔn)，在 60Hz時(shí)，屏幕每16.67毫秒更新一次。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)制定了幀大小，用它來定義分辨率和回掃次數(shù)之間的關(guān)系。對于分辨率大小為 1280×1024來說，幀的大小為 1688×1066，這個(gè)大小與像素時(shí)鐘(Pixel Clock)有關(guān)，所謂像素時(shí)鐘就是對像素的刷新頻率。像素時(shí)鐘為 1688×1066×60Hz 或者 108 兆 Hz(MHz)時(shí)，每個(gè)像素的刷新頻率也就是大約 9.26納秒，那么行頻就為 60×1066=63960 行/秒，也就是用顯示器的幀率乘以掃描線數(shù)量。可以用幀大小得到縱向回掃次數(shù)，為了得到縱向同步長度(Sync Length)，可以從縱向幀大小減去縱向分辨率，也就是 1066-1024=42。這樣，縱向回掃花費(fèi)的時(shí)間和在屏幕上繪出 42 條線的時(shí)間相同，對于縱向回掃來說需要的時(shí)間為 42×1688×9.26 納秒(656 微秒)。

　　在顯示時(shí)序段( Display interval c)，數(shù)據(jù)讀寫控制器從數(shù)據(jù)緩存區(qū)讀取像素顏色，用這些顏色來控制輸出設(shè)備(顯示器)的亮度。一幀圖像就準(zhǔn)確的顯示到 VGA顯示器上。

　　表 1：VGA行時(shí)序說明

　　4、 VGA顯示器在雷達(dá)圖像顯示中的應(yīng)用

　　最初,雷達(dá)顯示器到重要作用,在于使雷達(dá)接收機(jī)到數(shù)據(jù)以一種可視的形式表現(xiàn)出來.操作員可以輕易而精確地檢測目標(biāo)的出現(xiàn),提取目標(biāo)的位置信息.隨著數(shù)字信號(hào)處理和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理的進(jìn)步,越來越多的檢測和信息提取過用電子方法自動(dòng)完成,因此操作員的任務(wù)越來越少.現(xiàn)在雷達(dá)顯示器更像電視監(jiān)視器或計(jì)算機(jī)顯示器,可以顯示完整的連續(xù)場景.

　　雷達(dá)獲取的信息是徑向圓掃描方式屬極坐標(biāo)方式,所以早期船用雷達(dá)顯示器是一種平面位置顯示器,用極坐標(biāo)表示,采用徑向圓掃描方式,在這種掃描方式中,熒光屏上掃描線線徑向掃描的數(shù)率取決于量程的大小.掃描線選轉(zhuǎn)的速度取決于天線的轉(zhuǎn)速.物標(biāo)回波的亮度取決于回波視頻的信號(hào)的幅度.物標(biāo)回波及各種符號(hào)視頻在屏上只能是天線每轉(zhuǎn)一圈才能亮一下,在整個(gè)平面上亮度不均,且量程小,回波亮度越低,容易丟失小目標(biāo).精確保存物標(biāo)距離信息非常勉強(qiáng).目標(biāo)分辨力差,在屏上畫其他符號(hào)十分麻煩、困難,且符號(hào)量有限.

　　隨著VGA顯示器廣泛應(yīng)用,VGA顯示器也開始應(yīng)用在雷達(dá)顯示上,但VGA顯示起的掃描方式是從左到右到掃描和從上到下的幀掃,屬于直角坐標(biāo)的方式,而雷達(dá)獲取的信息是徑向圓掃描方式屬極坐標(biāo)方式,所以要實(shí)現(xiàn)雷達(dá)數(shù)據(jù)的 VGA顯示首先要將雷達(dá)的極坐標(biāo)信息轉(zhuǎn)換成直角坐標(biāo)信息存入存儲(chǔ)器,再以直角掃描的方式從存儲(chǔ)器中讀出并顯示出來.

　　VGA顯示器可以將來自其他傳感器得信息 ,例如其他雷達(dá) :空中交通管制雷達(dá)應(yīng)答系統(tǒng) (ATCRBS) 、軍用敵我識(shí)別 (IFF) 、低亮度 TV、前視紅外 (FLIR),避免碰撞系統(tǒng)或來自民用或軍用數(shù)據(jù)鏈的信息 ,都能組合到顯示器上 .除已處理雷達(dá)視頻和原始視頻外 ,雷達(dá)觀測的區(qū)域地圖及文字?jǐn)?shù)字信息和圖形也能添加到 VGA顯示器上.。

　　5、VGA顯示器在雷達(dá)應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)與平面位置顯示器相比,VGA顯示器的在雷達(dá)圖像顯示上有了更大優(yōu)勢:

　　1)克服了平面位置顯示器整個(gè)平面上亮度不均的缺點(diǎn).實(shí)現(xiàn)了高亮度顯示

　　2)避免顯示器的圖像的閃爍現(xiàn)象,

　　3)便于彩色顯示

　　4)便于采用計(jì)算機(jī)顯示終端技術(shù)

　　5)降低了成本,提高了可靠性

　　本文作者的創(chuàng)新點(diǎn)：在本設(shè)計(jì)中采用了 1280*1024的高分辨率顯示 ,克服了早期低分辨率 VGA顯示器雷達(dá)圖像分裂和定位精度低的缺點(diǎn) .。

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