ISE10.1 FPGA - VGA

VGA Controller

VGA控制器控制5個基本的訊號

HS(水平同步訊號)、VS(垂直同步訊號)、

R(紅色訊號)、 G(綠色訊號)、B(藍色訊號)

運作原理

訊號會從顯示器的左上角開始由左到右掃描顯示，一行一行由上往下掃描顯示

FPGA的輸出訊號是數位的訊號，可是輸入到顯示器的RGB訊號是類比的訊號，所以需要D/A轉換器。

D/A轉換器

Nexys-2利用三個電阻電路組成簡單的D/A轉換器

Nexys-2提供8-bit的顏色訊號，3-bit紅色3-bit綠色2-bit藍色，所以共可產生256種顏色

Timing

HS水平同步訊號

這個訊號分為四個區塊SP(同步脈衝)、BP(Back porch)、HV(水平影像)、FP(Front porch)

SP(同步脈衝)產生新的一行與將HS轉為low ，在BP的時候使HS轉為high 可是並未在顯示器上顯示訊號，

經過BP後進入HV此時開始將訊號由左至右顯示，顯示完以後進入FP此時HS依然為high狀態，之後進入SP狀態。

使用25MHz clock 每畫素產生的時間為0.04µs ，640畫素為640×0.04µs = 25.6µs

根據標準SP的時間長度須為HV的5分之1，所以SP 為 25.6µs/5 = 5.12µs ，SP的畫素為25.6µs/0.04µs = 128。

根據標準BP&FP的時間長度須為HV的40分之1，所以25.6µs/40 = 0.64µs ，BP&FP的畫素為0.64µs /0.04µs = 16。

HS的畫素為SP+BP+HV+FP=128+16+640+16=800。

產生一行的時間為800×0.04µs=32µs。顯示器的頻率為60Hz週期為16.67ms，16.67ms/32µs=521條水平線

VS垂直同步訊號

這個訊號分為四個區塊SP(同步脈衝)、BP(Back porch)、VV(水平影像)、FP(Front porch)

要產生480條水平線所需時間為480×32µs = 13.36ms，根據標準SP的時間長度須為VV的240分之1，所以SP 為 13.36ms /240 = 0.064ms

SP的畫素為0.064ms/32µs = 2。根據標準以75%,25%分配BP&FP 521=SP+BP+VV+FP=2+29+480+10。產生一行的時間為800×0.04µs=32µs

Project1

在螢幕上顯示交錯的16條相間的紅綠

<波形圖>

Project2

利用prom改變顯示的圖形利用指撥開關控制顯示的位子

<>

<整體波形圖>

<放大波形圖>

Project3

將圖形存在Block ROM將圖顯示在螢幕上利用指撥開關控制顯示的位子

Project4

將圖形存在Block RO按下Button讓圖形在螢幕上移動顯示