VGA显示控制.ppt

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2012,年,5,月,22,日,11,时,26,分,*,单击此处编辑母版标题样式,VGA,显示控制简介,*,1,该部分内容主要分为以下几个部分,一、,VGA,控制显示的基本原理。,二、,FPGA,程序。,三、,MATLAB,图像数据处理及串口发送。,*,2,一、,VGA,控制显示的基本原理。,1,、,VGA,接口,VGA(Video Graphics Array),是,IBM1987,年推出的一种视频传输标准，具有分辨率高、显示速率快、颜色丰富等优点，在彩色显示器领域得到了广泛的应用。,*,3,VGA,是,IBM,在,1987,年随,PS/2,（,PS/2,原是“,Personal System 2”,的意思，“个人系统,2”,，是,IBM,公司在,1987,年推出的一种个人电脑）机推出的。,PS/2,电脑上使用的键盘鼠标接口就是现在的,PS/2,接口。因为标准不开放，,PS/2,电脑在市场中失败了。只有,PS/2,接口一直沿用到今天。,*,4,VGA,这个标准对于现今的个人电脑市场已经十分过时。即使如此，,VGA,仍然是最多制造商所共同支持的一个标准，个人电脑在加载自己的独特驱动程序之前，都必须支持,VGA,的标准。例如，微软,Windows,系列产品的开机画面仍然使用,VGA,显示模式，这也说明其在显示标准中的重要性和兼容性。,*,5,*,6,VGA,接口（公插头）,2012,年,5,月,22,日,11,时,25,分,7,VGA,接口：又称作,D-Sub,接口。,VGA,接口是一种,D,型接口，采用非对称分布的,15pin,连接方式，共有,15,针，分成,3,排，每排,5,个孔。,VGA,接口共有,15,针，分成,3,排，每排,5,个孔，是显卡上应用最为广泛的接口类型，绝大多数显卡都带有此种接口。它传输红、绿、蓝模拟信号以及同步信号,(,水平和垂直信号,),。,2012,年,5,月,22,日,11,时,25,分,8,2012,年,5,月,22,日,11,时,25,分,9,VGA,显示与,VGA,时序实现,通用,VGA,显示卡系统主要由控制电路、显示缓存区和视频,BIOS,（基本输入输出系统）程序三个部分组成。,控制电路主要完成时序发生、显示缓冲区数据操作、主时钟选择和,D/A,转换等功能；,显示缓冲区提供显示数据缓存空间；,视频,BIOS,作为控制程序固化在显示卡的,ROM,。,*,10,*,11,来自,PC,处理器的数据,显存,串口,RAM,*,12,VGA,行扫描时序,行扫描时序要求,*,13,行同,步头,行图像,行周期,对应,位置,H_Tf,H_Ta,H_Tb,H_Tc,H_Td,H_Te,H_Tg,时间（,Pixels,）,8,96,40,8,640,8,800,*,14,VGA,场扫描时序,场扫描时序要求,*,15,场同,步头,场图像,场周期,对应,位置,V_Tf,V_Ta,V_Tb,V_Tc,V_Td,V_Te,V_Tg,时间（,Lines,）,2,2,25,8,480,8,525,*,16,读,RAM,地址的产生,主时钟作为像素点计数脉冲信号，同时提供显存,RAM,的读信号和,D/A,转换时钟，它所驱动的计数器的输出端作为读,RAM,的低位地址。行同步信号作为行数计数脉冲信号，它所驱动的计数器的输出端作为读,RAM,的高位地址。,*,17,数据宽度和格式,如果,VGA,显示真彩色,BMP,图像，则要,R,、,G,、,B,三个分量各,8,位，即,24,位表示一个像素值，很多情况下还采用,32,位表示一个像素值。,为了节省显存的存储空间，可采用高彩色图像，即每个像素值由,16,位表示，,R,、,G,、,B,三个分量分别使用,5,位、,6,位、,5,位，比真彩色图像数据量减少一半，同时又能满足显示效果。,*,18,功能单元设计,1,控制器,VGA,显示有多种模式，需要通过控制器实现模式间切换，还需要对显示的内容进行接收、处理和显示。所以控制器的性能越高，数据更新和显示效果就越好。,*,19,2,显示数据缓存区,VGA,显示要求显存速度快、容量大。读速度要达到,65MHz,以上，存储容量至少要,2MB,。可采用高速,SRAM,或,SDRAM,作为显示数据缓存。,*,20,3,数模转换器,DAC,VGA,显示对数模转换,DAC,有如下要求：一是高速转换，转换的速度应该在,80MHz,或以上；二是同步性好，能保证,R,、,G,、,B,三路信号的同步性；三是有相应的精度。可选择一种包括,3,路,8,位高速,D/A,的专用视频芯片。,*,21,4,数据源及其接口,要提高,VGA,显示的效率，就要不断更新数据，同时还要保证实时性，因此需要非常高的接口速度。,VGA,显示卡虽可达到,100Mbps,的数据更新速度，但是一般设备、特别是嵌入式设备达不到这么高的速度，而且大多数情况下也不需要这么高的数据更新率。目前常用接口为,EPP,接口、,USB,接口、,TCP/IP,、,RS232C/485,等。,*,22,显存与显示同步实现,(1),采用具有缓存作用的双口,RAM,，这种方法使用的器件数量多、功耗大、成本高，基本不可取。,(2),采用两组,SRAM,进行乒乓工作模式，一组,SRAM,用于显示的同时，另一组,SRAM,用于图像数据的更新，然后在两组,SRAM,之间切换。这样做会提高一些成本，而且需要更复杂的总线控制。,*,23,(3),利用,FPGA/CPLD,和,SDRAM,构造双口,SRAM,。这种方法实时性好，成本较低，时序控制比较复杂，它是 实现高性能低成本要求的最佳方案。,(,4),采用一组,SRAM,作为显存，可以简化系统设计、降低成本。这时可以考虑利用行时序和帧时序中,SRAM,总线空闲的时序段，在不关闭图像显示的情况下实现显存,SRAM,的数据更新。该方法的更新率与数据写速度密切相关，显存的写数据速度越快，该方法的更新率就越高。,*,24,二、,FPGA,程序,1,、,VGA,控制信号产生。,2,、,RAM,地址生成以及读写操作。,3,、串口数据收发。,*,25,1,、,VGA,控制信号产生。,*,26,2,、,RAM,地址生成以及读写操作。,*,27,3,、串口数据收发。,*,28,三、,MATLAB,图像数据处理及串口发送。,*,29,*,30,