一种嵌入式VGA显示系统实现

色来控制输出设备的亮度。

VGA时序发生器模块产生显示器所需的时序，这是完成设计的关键，时序稍有偏差，显示必然不正常，甚至会损坏彩色显示器。

3、 VGA时序分析

显示器是属于电脑的I/O设备，即输入输出设备。它可以分为CRT、LCD等多种。它是一种将一定的电子文件通过特定的传输设备显示到屏幕上再反射到人眼的显示工具。

显示器采用光栅扫描方式，即轰击荧光屏的电子束在 CRT（阴极射线管）屏幕上从左到右（受水平同步信号 HSYNC控制）、从上到下（受垂直同步信号 VSYNC控制）做有规律的移动。光栅扫描又分逐行扫描和隔行扫描。隔行扫描的显示器扫描闪烁的比较厉害，会让使用者的眼睛疲劳。目前微机所用显示器几乎都是逐行扫描。逐行扫描是指扫描从屏幕左上角一点开始，从左向右逐点进行扫描，每扫描完一行，电子束回到屏幕的左边下一行的起始位置，CRT是一种使用阴极射线管（Cathode Ray Tube）的显示器，主要有五部分组成：电子枪（Electron Gun），偏转线圈（Deflection coils），荫罩（Shadow mask），荧光粉层（Phosphor）及玻璃外壳。它曾是应用最广泛的显示器之一，CRT纯平显示器具有可视角度大、无坏点、色彩还原度高、色度均匀、可调节的多分辨率模式、响应时间极短等LCD显示器难以超越的优点，而且现在的CRT显示器价格要比LCD显示器便宜不少。

完成一行扫描所需时间称为水平扫描时间，其倒数称为行频率；完成一帧（整屏）扫描所需的时间称为垂直扫描时间，其倒数为垂直扫描频率，又称刷新频率，即刷新一屏的频率。

VGA显示器要正确显示图像关键还是如何实现 VGA时序。视频电子标准协会（ VESA, Video Electronics Standards Association）对显示器时序进行了规范。 VGA的标准参考显示时序如图 2、图 3所示。行时序和场时序都需要产生同步脉冲（Sync a）、显示后沿 （Back porch b）、显示时序段（Display interval c）和显示前沿 （Front porch d）四个部分。

VGA的行时序如图 2所示：每一行都有一个负极性行同步脉冲（ Sync a），是数据行的结束标志，同时也是下一行的开始标志。在同步脉冲之后为显示后沿 （Back porch b），在显示时序段（Display interval c）显示器为亮的过程，RGB数据驱动一行上的每一个象素点，从而显示一行。在一行的最后为显示后沿（Back porch b）。在显示时序段（ Display interval c）之外没有图像投射到屏幕时插入消隐信号。同步脉冲（Sync a）、显示后沿（Back porch b）和显示前沿（Front porch d）都是在行消隐间隔内（ Horizontal Blanking Interval），当行消隐有效时， RGB 信号无效，屏幕不显示数据。

VGA的场时序与 VGA的行时序基本一样，如图 3所示，每一帧的负极性帧同步脉冲（Sync a）是一帧的结束标志，同时也是下一帧的开始标志。而显示数据是一帧的所有行数据。

几种常用的时序参数如表 1和表2 所示，首先，根据显示器的性能选择一种合适的VGA模式，然后由象素时钟频率和图像分辨率计算出行总周期数，再把表 1和表 2中给出的 a、 b、c、d各时序段的时间按照象素计数脉冲源频率折算成时钟周期数。在 FPGA/CPLD中用计数器和触发器，以计算出的各时序段时钟周期数为基准，产生不同宽度和周期的脉冲信号，再利用它们的逻辑组合构成图 2和图 3中的 a、b、c、d各时序段以及 ADV7125的空白信号 BLANK和同步信号 SYNC。

一个示例就是 60Hz时 1280×1024分辨率显示的 VESA标准，在 60Hz时，屏幕每16.67毫秒更新一次。这个标准制定了帧大小，用它来定义分辨率和回扫次数之间的关系。对于分辨率大小为 1280×1024来说，帧的大小为 1688×1066，这个大小与像素时钟（Pixel Clock）有关，所谓像素时钟就是对像素的刷新频率。像素时钟为 1688×1066×60Hz 或者 108 兆 Hz（MHz）时，每个像素的刷新频率也就是大约 9.26纳秒，那么行频就为 60×1066＝63960 行/秒，也就是用显示器的帧率乘以扫描线数量。可以用帧大小得到纵向回扫次数，为了得到纵向同步长度（Sync Length），可以从纵向帧大小减去纵向分辨率，也就是 1066－1024＝42。

在显示时序段（ Display interval c），数据读写控制器从数据缓存区读取像素颜色，用这些颜色来控制输出设备（显示器）的亮度。

表 1：VGA行时序说明

4、 VGA显示器在雷达图像显示中的应用

最初，雷达显示器到重要作用，在于使雷达接收机到数据以一种可视的形式表现出来。操作员可以轻易而精确地检测目标的出现，提取目标的位置信息。随着数字信号处理和数字数据处理的进步，越