2012年--外文翻译--基于FPGA的开放式结构VGA驱动器(译文）

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1、中文 2470 字， 2500 单词， 12000 英文字符 出处： Ramos-Arregun C A, Morales J C M, Ramos-Arregun J M, et al. FPGA Open Architecture Design for a VGA DriverJ. Procedia Technology, 2012, 3: 324-333. 基于 FPGA 的开放式结构 VGA 驱动器 摘 要 本文提出了一个开放式架构建议：将 VGA（视频通用阵列）控制器应用到基于 FPGA 的嵌入式系统中。 有些硬件 开发人员，有条件在视频图书馆中使用 VHDL 或者 verilog

2、等硬件描述语言，而但在大多数情况下，需要购买一个昂贵的年度许可证，并且只能用于制造商的硬件。此控制器基于 IEEE 标准的 VHDL，确保任何制造商都可以移植，这是本课题的贡献之一。把控制器设计成通用的，所以此控制器能够应用于任何分辨率的显示器，包括宽屏显示器。 通用控制器将用于图像处理的研究。本文提出两种测试：第一，使用 RGB（红、绿、蓝）来显示 8 种颜色 ;第二，将图像存储到外部存储器 RAM（随机存取存储器），然后 FPGA 读取 RAM 并将图像显示器在 CRT（阴极射线管）和 LCD（液晶显示器）显示器上。 1 介绍 ： 目前， FPGA 在数字系统的研究和应用方面使用率正在增加

3、。这是因为 FPGA具有其他可编程器件没有的优点。这些优点是：高时钟频率，高处理速度，代码可移植性好，代码库可重用性好，成本低，并行处理，以进行交互的能力的操作高或低接口，知识产权（ IP）受保护等 1。 图像处理是 FPGA 的一个应用主题之一，因为 FPGA 比 PC 和 MCU 有更高的并行控制能力。如今，有更多的基于 FPGA 的图像处理项目正在实施，广泛地采用算法进行图像处理。选择标准 VGA 时序作为 FPGA 的算法，一个视频控制器必须将结果显示在显示器上。此控制器必须基于 FPGA 的开发板的数据手册设计，同步信号都是规定好的。 VGA 分辨率符合 640 480 像素， IB

4、M 电脑在上世纪 80 年代将其广泛应用于 CRT 和 LCD 显示器上。 2 频率为 60Hz， 640 480 分辨率的 VGA 信号 基于 CRT 的 VGA 显示器采用调幅，移动电子束（或阴极射线）上显示一个信息萤光体的屏幕。 LCD 显示器使用开关的阵列可以跨少量的液体施加电压晶体，从而通过在逐个像素的基础上的晶体改变光介电常数。 LCD 显示器已经发展到使用相同的信号定时的 CRT 显示器。在 CRT 显示器内部，电流穿过线圈产生磁场，该偏转电子束场决定横向显示面中“光栅”的图案，水平地由左向右和垂直地由顶至底。图 1 显示出场同步信号、行同步信号在 CRT 监视器同步的一个例子1

5、3-17。 时钟频率为 25MHz，分辨率为 640 480 时，行同步（ HS）与场同步（ VS）的信号如表 1 所示。 表 1 640x480 模式下的 VGA 时序 图 1. CRT 显示器的 VGA 时序 根据表 1 中的 VGA 时序可得出 VGA 控制时序，如图 2 所示： Digilent开发板 BASYS-2和 Nexys-2中的 VGA 控制器框图如图 3 所示： VGA 驱动程序应当产生的 HS 和 VS 信号并协调视频流的递送的基础上，像素CLK（ 25MHz 的），该时钟所定义的所需要的时间，以显示所述像素的信息。该信号 VS 定义的频率显示刷新速率，或在其中被重新绘制

6、在显示器的所有的信息的频率。控制器的输出进行解码水平计数器模块来产生 HS 信号的时间。这个计数器可以用于定位给定的行的 像素。 此外，该增加的 HS 脉冲的模块的垂直计数器的输出可以用来产生 VS 输出时间和这个计数器可以用于定位任何行 15。 3 改进控制器 图 2 VGA 控制时序 图 3 VGA 同步信号框图 在这项工作中所提出的控制器，与基于表 1 的主要区别是：与其利用次，每次一部分，该计数是通过行数。用于 640 480 分辨率值如表 2 所示。 VGA 驱动程序架构得到以下的方法 TOP-DOWN17。图。 4 呈现自上而下 方法示意图，其中 1 级设计（主实体）提出，第二级由在指定的主要实体 组件 ;在这种情况下，每个模块没有内部模块，在最后一级，我们发现操作的模块的描述 。 所以，一般框图（称为“实体”）如图 5 所示： 图 4 由上向下法的设计方法 表 2.分辨率值为 640 480 的 VGA 时序 对于图。 5，