根据目前的显示器性能参数,以LG 505E为例,其最大分辨率已可达到1024×768@60Hz,水平扫描频率30kHz~54kHz ,垂直扫描频率50Hz~120Hz,带宽75MHz。
基于DSP Builder的VGA接口设计方法
本设计需要完成的功能包括产生VGA时序以及基于VGA接口的信号显示。设计符合VGA接口标准的接口系统,在该系统下可显示一维矢量信号与二维图像信号,并体现系统的可集成性,将该接口集成到SOPC系统中。
系统时钟确定
根据系统时钟计算公式:
时钟频率=(行像素数+行消隐点数)×(一场行数+消隐行数)×刷新率。
对于标准的VGA接口时序640×480@60Hz而言,时钟频率为800×525×60=25.175MHz。
在本设计中我们采用1024×768@60Hz的XGA显示方式,因此系统的时钟频率PixelClk=1344×806×60=64.99MHz。
状态机设计
由VGA时序可设计有限状态机来完成时序信号,以本设计1024×768@60Hz为例,对于行同步信号设计四个状态,即行同步脉冲信号区(horsync)、后沿区(backporch)、数据区(video)以及前沿区(frontporch)。用计数器hcnt的值来区分各阶段信号,最大记数值为1344。场同步信号也设计成如上四个状态,当完成一行的扫描后场计数器vcnt开始计数,因此一场可以有多行。
VGA DAC芯片及相应信号的生成
一般的VGA DAC芯片需要输入相应的驱动信号才能工作,包括时钟信号、同步信号、有效显示区信号等。系统所用DAC芯片为FMS3818,其信号包括时钟与数据信号(RGB)输入、控制信号输入(sync与blankn)以及RGB信号DA输出。行同步与场同步信号与经VGA DAC产生的RGB数据信号一并输出到VGA接口,驱动CRT显示。在本设计中时钟信号65MHz、同步信号为horsync与versync相与产生,有效显示区信号为行与场的有效数据区信号相与产生。
一维矢量信号显示方式
在二维的空间中显示一维矢量信号,常规显示方法可以是将一维信号从左至右显示,如图2(a)所示,就如在普通的示波器上观察到的一样。这样,在VGA显示时,一行扫过多个采样点,需把要显示的采样点位置计算出来,当行信号扫过时,把采样点的值赋给像素点,就完成了信号的显示。而对于连续的一维信号,因为行频比场频高,图2(b)的显示方法更加合理。为此,将一维信号的时间轴映射到垂直方向上,幅值映射到水平方向上,当行扫描信号扫过一行时,映射一维信号的一个采样点,即一行信号对应一个像素,当完成一行信号后接着回扫,开始扫下一行。一般情况下,场频确定后,就可以根据一维信号的频率确定出一场可以显示的周期数,当完成一场信号后,在屏幕上就显示一帧图像。