FPGA平臺的VGA圖像顯示的設計與實現

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

　　引言

　　利用FPGA產生VGA時序信號和發送圖像信息，并將其作為圖像信號采集系統，將大大減小圖像開發的難度和投入。顯示器的顯示有許多標準，常見的有VGA、 SVGA等。在本設計中，設計了一種基于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機實現圖像顯示的功能，減少成本投入。

　　VGA的原理

　　VGA作為一種標準的顯示接口得到了廣泛的應用。常見的彩色顯示器一般由CRT(陰極射線管)構成，彩色是由R、G、B (紅: Red、綠: Green、藍:B1ue)三色組成。顯示是采用逐行掃描的方式，陰極射線槍發出的電子束打在涂有熒光粉的熒光屏上，產生RGB三基色，最后合成一個彩色圖像。在VGA接口協議中，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都有嚴格的工業標準。圖1、圖2為VGA行掃描、場掃描的時序圖。　　

　　

 

　　圖片顯示原理

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

　　圖片顯示需要將圖片的信息發送到VGA接口，該設計采用的方案是在對像素進行計數、場計數的時候，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的位置。