姜世杰， 余红英， 洪永学， 林丽蓉

（中北大学信息与通信工程学院， 山西太原 030051）

0 引言

随着电子产业及视频图像处理技术的发展，VGA(视频图形阵列)作为一种标准的显示接口在视频和计算机领域得到了广泛的应用[1]，在图像处理中若是采用传统的数据传输方式来使高分辨率图像实时显示在显示器上，一般要求晶振频率达到40 MHz以上，传统的电子电路难以达到这个速度，若采用专门的图像处理芯片，其设计难度大、开发成本高成为一个瓶颈选择。因此本文基于FPGA的灵活可编程性，利用其高达上百兆的工作频率来完成像素级的图像处理，丰富的I/O资源可以外接大容量存储器等优点，设计了一种驱动VGA的电路[2]。

1 VGA显示原理

1.1 VGA接口基本电路

标准的VGA接口一个有15个接口（见图1），但其中真正用到的就5个脚，HSYNC是行同步信号，VSYNC是场同步信号，同步信号就是为了让VGA显示器扫描像素点数据，vga_r、vga_g、vga_b为三原色信号，我们可以直接用I/O口去连接5个信号接口，并且三色信号接口输入只可能是数字信号（0或者1），因此液晶屏上显示的颜色最多有8种，一般来说可以在FPGA与VGA接口之间加一个D/A芯片，这样就可能实现65536种或者更多色彩的显示。

1.2 VGA工作原理[3-4]

VGA的接口时序如图2所示，场同步信号VSYNC在每帧数据开始的时候产生一个固定宽度的低脉冲，行同步信号HSYNC在每行开始的时候产生一个固定宽度的低脉冲，数据在某些固定的行和列交汇处有效。

图1 VGA接口

图2 VGA控制时序

对于一个刷新频率为60 Hz，分辨率为800×600的显示器，我们用50 MHz晶振的FPGA芯片驱动设计，表1为它的脉冲技术表。……