FPGA平台的VGA图像显示的设计与实现

　　摘要：根据VGA(Video Graphic Array)的原理，采用VHDL硬件描述语言，设计了一种基于Zedboard FPGA板卡的图像显示方案。实验结果表明，在FPGA实现图片显示，达到了预期的效果，依据该原理，可以实现图像的采集及在VGA显示屏上显示的实现。

　　引言

　　利用FPGA产生VGA时序信号和发送图像信息，并将其作为图像信号采集系统，将大大减小图像开发的难度和投入。显示器的显示有许多标准，常见的有VGA、 SVGA等。在本设计中，设计了一种基于Xilinx公司7系列FPGA的VGA图像显示控制器，并在Zedboard板卡上进行了测试，并成功地在显示器上显示了企鹅的头像。利用该原理，可以脱离PC机实现图像显示的功能，减少成本投入。

　　VGA的原理

　　VGA作为一种标准的显示接口得到了广泛的应用。常见的彩色显示器一般由CRT(阴极射线管)构成，彩色是由R、G、B (红: Red、绿: Green、蓝:B1ue)三色组成。显示是采用逐行扫描的方式，阴极射线枪发出的电子束打在涂有荧光粉的荧光屏上，产生RGB三基色，最后合成一个彩色图像。在VGA接口协议中，不同的显示模式因为有不同的分辨率或不同的刷新频率，所以其时序也不相同。对于每种显示模式的时序，VGA都有严格的工业标准。图1、图2为VGA行扫描、场扫描的时序图。　　

　　

 

　　图片显示原理

　　首先利用Image2lcd软件，将我们所需要的图片转换为二进制的文件，需要注意的是对于不同的VGA接口设计方式，需要转换的文件格式也是不一样的，在这里，设置生成256色的图片文件。

　　图片显示需要将图片的信息发送到VGA接口，该设计采用的方案是在对像素进行计数、场计数的时候，就把图片信息直接赋值给颜色信号R、G、B，需要对图片的显示像素一一判断对应的位置。