基于FPGA的VGA显示模块设计.pdf

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基于FPGA的VGA显示模块设计张亚平，贺占庄ModuleFPGA原理及设计流程计算机技术与发展(西安微电子技术研究所，陕西西安710054)interface；EI)A；FPGA；VmL引言PAL)等基础上发展起来的一种具有PLD和中小规模通用数字集成电路的场合均可应用艺，其基本逻辑单元是由一些与、或阵列加上触发器构成的；而FPGA的设计采用S鼬呱{工艺，其基本逻辑以一定的次序写入RAM中，然后在输入信号的作用下，输出特定的函数运算结果。目前FPGA中多使用DesignofVGADisplayBasedFPGA现代电子设计技术的核心是EDA(ElectronicAutomation)技术。EDA技术依赖功能强大的计算机系统，在EDA软件工具平台上，采用自上而下(TopDown)的设计方法，以硬件描述语言(HardwareLanguage，HDL)为系统逻辑描述的主要手段完成系统设计。EDA设计方法比较显著的特点有如下几个：高级设计语言，系统级仿真和系统级综合优化方法，模块化设计和增量设计方法。而FPGA／CPLD具有功能强大，开发过程投资小、周期短，可反复编程修改，保密性好，开发工具智能化等特点。随着电子工艺的不断改进，低成本的FPGA／CPID器件推陈出新，促使FPGA／CPLD成为当今硬件设计的首选方式之一u』。使用EDA软件工具平台和VHDL进行设计，利用可编程器件FPGA／CPLD实现的VGA显示控制模块在工业现场中有许多实际应用。FPGA／CPLD，DSP和CPU被称为未来数字电路系统的3块基石，也是目前硬件设计研究的热点。FP—GA继承了ASIC(Applicationcult)的大规模、高集成度、高可靠性的优点，又克服了普通ASIC设计周期长、投资大、灵活性差的缺点。并且，随着制造工艺的不断提高，FPGA芯片的规模也越来越大。现在，单片逻辑门数已逾千万。芯片规模的增大也使得所能实现的功能越来越强。这都使得FP—GA／CPLD设计技术成为当今高级硬件工程师和IC工程师的必备技能。FPGA原理CPLD，FPGA是在PAL(Programmableic)、GAL(Generic丰富的可编程I／O引脚、逻辑宏单元、门电路以及RAM空间的可编程逻辑器件，几乎所有应用门阵列、FPGA和CPLD器件。CPLD的设计采用E2CMOS工单元是基于查找表来设计的。查找表(Look—Up—Table)简称为LUT，LUT本质上就是一个RAM，实现将输入信号的各种组合功能第17卷第6期2007年6月AN)DEVEI。OPMENT摘要：VGA(视频图形阵列)作为一种标准的显示接121得到广泛的应用。文中依据VGA显示的原理，在讨论EDA软件工具平台下的FPGA设计流程的前提下，利用VHDL作为逻辑描述的手段，在Altera公司的QuartuslI软件环境下完成VGA模块的设计。给出了VGA模块的设计思路和顶层逻辑框图。关键词：VGA；显示接口；EDA；FPGA；VHDL文献标识码：A文章编号：1673—629X(2007)06—0242—04ZHANGZhan—zhuang(xi’an710054，China)01向为计算机应用；贺占庄，研究员，研究方向为计算机控制技术。V01．17jLln．中图分类号：TP334．7onYa-ping，HEMicroelectronicsTechnologyinterface，VGA(VideoArray)isbasedQuartuslIusingdiscussedandDe—signDescription收稿日期：2006—09—07作者简介：张亚平(1977一)，男，甘肃天水人，硕士研究生，研究方SpecifiedIntegratedCir—1．1ArrayLog—CoMPUTER7I'ECHNO[，(XjYNo．62007Institute，Xi’anAbstract：AsstandarddisplayGraphicswidelyused．Inthisarticle，accordingtheprincipledisplay，completeddesignmodulesofterwareenvironmentwhileVHDLmea／lslogicdescrip—wellEDAso{terwareplatform．Alsoideasdiagrammodular．Keywords：VGA；displaytionprocessgavetopatoasaSOn

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{墓≥⋯ut1．2黜设计流程入m删，这样，每输入一个信号进行逻辑运算就等于据加载到H)GA中，然后F粥A就可以正常工作，由于㈣1线、布局布线后仿真与验证、板级仿真与验证、调试与将综合生成的逻辑网表适配到具体的