基于FPGA的VGA图形显示.doc

电子信息工程专业综合设计（报告）（课程设计）题目基于FPGA的VGA图形显示二级学院电气与电子工程学院专业电子信息工程班级学生姓名学号同组姓名指导教师时间基于FPGA的VGA图形显示摘要：本次的题目是基于FPGA的VGA图形显示实现VGA图像显示与控制。本文介绍的主要内容围绕着显示特定图片且图片可受控制的相关原理与方法展开。根据VGA显示原理利用VHDL作为逻辑描述手段设计了一种基于现场可编程器件FPGA的VGA接口控制器。实现VGA图像显示控制器是通过Altera公司的QuartusII软件环境下对VGA模块的设计和顶层逻辑框图设计。FPGA的嵌入式系统中能代替VGA的专用显示芯片节约硬件成本节省计算机处理时间加快数据处理速度并具有显示面积大色彩丰富、承载信息量大、接口简单等优点。除此以外FPGA芯片和EDA设计方法的使用可根据用户的需求为设计提供了有针对性的VGA显示控制器可不需要依靠计算机它可以大大降低成本并可以满足生产实践中不断改变的需要。关键字：FPGAVGA图像控制器前言本次课程设计主要是通过Altera公司的QuartusII软件环境下对VGA模块的设计和顶层逻辑框图设计。VGA是IBM于1987年提出的一个使用模拟信号的电脑显示标准。在性能上VGA将16色模式的分辨率提高到了640×480同时VGA新提供了一种具有320×200分辨率、256种颜色的图形模式且所显示的每一种颜色都可从262144(18位)种颜色中选择VGA的这种色彩显示能力对微机图形/图象软件的发展起到了很大的促进作用先后分别经历了EGAEGAVGASVGAXGASXGAUXGAQXGAWQXGAQSXGAWQSXGAQUXGAWQUXGA1080P。目前大多数计算机与外部显示设备之间都是通过模拟VGA接口连接计算机内部以数字方式生成的显示图像信息被显卡中的数字/模拟转换器转变为RGB三原色信号和行、场同步信号信号通过电缆传输到显示设备中。对于模拟显示设备如模拟CRT显示器信号被直接送到相应的处理电路驱动控制显像管生成图像。而对于LCD、DLP等数字显示设备显示设备中需配置相应的A/D（模拟/数字）转换器将模拟信号转变为数字信号。在经过D/A和A/D2次转换后不可避免地造成了一些图像细节的损失。VGA接口应用于CRT显示器无可厚非但用于连接液晶之类的显示设备则转换过程的图像损失会使显示效果略微下降。QuartusII是Altera公司的综合性PLD/FPGA开发软件原理图、VHDL、VerilogHDL以及AHDL（AlteraHardware支持DescriptionLanguage）等多种设计输入形式内嵌自有的综合器以及仿真器可以完成从设计输入到硬件配置的完整PLD设计流程。自1985年Xilinx公司推出第一片现场可编程逻辑器件（FPGA）至今FPGA历史已经经历了十几年的发展历史。FPGA不仅可以解决电子系统小型化、低功耗、高可靠性等问题而且其开发周期短、开发软件投入少、芯片价格不断降低促使FPGA越来越多地取代了ASIC的市场特别是对小批量、多品种的产品需求是FPGA成为首选。自发明PFGA以来就不断的推出新器件和开发工具力求芯片的速度更高、功耗更低。主要推出了Virex系列和SparanTM系列的FPGAVriex系列突破了传统FPGA密度和性能限制使FPGA不仅仅是逻辑模块而成为一种系统元件。而Spartan系列为替代ASIC的大容量FPGA树立了一个新的低成本标准。方案设计及工作原理设计方案此设计要实现某一分辨率下（如640*480@60Hz）的VGA显示驱动。利用VHDL硬件描述语言对每个功能模块进行描述并逐一对每个功能模块进行编译仿真使顶层VGA显示控制器的模块实体仿真综合得以顺利通过。使用的为百科融创实验箱（CycloneIIIEP3C16Q240C8）要用到4×4键盘、VGA显示控制、ROM等模块。本次课程设计的实现功能如下：在白色背景下显示“重庆理工大学”的彩色字体并且可以每