VGA(Video Graphics Array)即視頻圖形陣列，是IBM在1987年隨PS/2(PS/2 原是“Personal System 2”的意思，“個人系統(tǒng)2”，是IBM公司在1987年推出的一種個人電腦。PS/2電腦上使用的鍵盤鼠標(biāo)接口就是現(xiàn)在的PS/2接口。因為標(biāo)準(zhǔn)不開放，PS/2電腦在市場中失敗了。只有PS/2接口一直沿用到今天)一起推出的使用模擬信號的一種視頻傳輸標(biāo)準(zhǔn)，在當(dāng)時具有分辨率高、顯示速率快、顏色豐富等優(yōu)點，在彩色顯示器領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。這個標(biāo)準(zhǔn)對于現(xiàn)今的個人電腦市場已經(jīng)十分過時。即使如此，VGA仍然是最多制造商所共同支持的一個標(biāo)準(zhǔn)，個人電腦在加載自己的獨特驅(qū)動程序之前，都必須支持VGA的標(biāo)準(zhǔn)。例如，微軟Windows系列產(chǎn)品的開機畫面仍然使用VGA顯示模式，這也說明其在顯示標(biāo)準(zhǔn)中的重要性和兼容性。
vga時序標(biāo)準(zhǔn)
完成一行掃描的時間稱為水平掃描時間，其倒數(shù)稱為行頻率;完成一幀(整屏)掃描的時間稱為垂直掃描時間，其倒數(shù)稱為場頻率，即刷新一屏的頻率，常見的有60Hz，75Hz等等。標(biāo)準(zhǔn)的VGA顯示的場頻60Hz，行頻31.5KHz。
顯示與時序
通用VGA顯示卡系統(tǒng)主要由控制電路、顯示緩存區(qū)和視頻BIOS(Basic Input Output System即基本輸入輸出系統(tǒng))程序三個部分組成?？刂齐娐啡鐖D1所示?？刂齐娐分饕瓿蓵r序發(fā)生、顯示緩沖區(qū)數(shù)據(jù)操作、主時鐘選擇和D/A(Digital to Analog即將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換為模擬信號)轉(zhuǎn)換等功能;顯示緩沖區(qū)提供顯示數(shù)據(jù)緩存空間;視頻BIOS作為控制程序固化在顯示卡的ROM(Read-Only Memory即只讀存儲器)中。
VGA時序分析
通過對VGA顯示卡基本工作原理的分析可知，要實現(xiàn)VGA顯示就要解決數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)存儲、時序?qū)崿F(xiàn)等問題，其中關(guān)鍵還是如何實現(xiàn)VGA時序。 VGA的標(biāo)準(zhǔn)參考顯示時序如圖2所示。行時序和幀時序都需要產(chǎn)生同步脈沖(Sync a)、顯示后沿(Back porch b)、顯示時序段(Display interval c)和顯示前沿(Front porch d)四個部分。幾種常用模式的時序參數(shù)。
VGA時序?qū)崿F(xiàn)
首先，根據(jù)刷新頻率確定主時鐘頻率，然后由主時鐘頻率和圖像分辨率計算出行總周期數(shù)，再把表1中給出的a、b、c、d各時序段的時間按照主計數(shù)脈沖源頻率折算成時鐘周期數(shù)。在CPLD中利用計數(shù)器和RS觸發(fā)器，以計算出的各時序段時鐘周期數(shù)為基準(zhǔn)，產(chǎn)生不同寬度和周期的脈沖信號，再利用它們的邏輯組合構(gòu)成圖2中的a、b、c、d各時序段以及D/A轉(zhuǎn)換器的空白信號BLANK和同步信號SYNC。
VGA參考時序
SRAM地址
主時鐘作為像素點計數(shù)脈沖信號，同時提供顯存SRAM的讀信號和D/A轉(zhuǎn)換時鐘，它所驅(qū)動的計數(shù)器的輸出端作為讀SRAM的低位地址。行同步信號作為行數(shù)計數(shù)脈沖信號，它所驅(qū)動的計數(shù)器的輸出端作為讀SRAM的高位地址。由于采用兩片SRAM，所以最高位地址作為SRAM的片選使用。由于信號經(jīng)過CPLD內(nèi)部邏輯器件時存在一定的時間延遲，在CPLD產(chǎn)生地址和讀信號讀取數(shù)據(jù)時，讀信號、地址信號和數(shù)據(jù)信號不能滿足SRAM讀數(shù)據(jù)的時序要求?？梢岳糜布娐穼ψx信號進行一定的時序調(diào)整，使各信號之間能夠滿足讀SRAM和為DAC輸入數(shù)據(jù)的時序要求。
數(shù)據(jù)
如果VGA顯示真彩色BMP圖像，則要R、G、B三個分量各8位，即24位表示一個像素值，很多情況下還采用32位表示一個像素值。為了節(jié)省顯存的存儲空間，可采用高彩色圖像，即每個像素值由16位表示，R、G、B三個分量分別使用5位、6位、5位，比真彩色圖像數(shù)據(jù)量減少一半，同時又能滿足顯示效果。
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