基于FPGA/CPLD的VGA显示系统设计

　　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。这样，纵向回扫花费的时间和在屏幕上绘出 42 条线的时间相同，对于纵向回扫来说需要的时间为 42×1688×9.26 纳秒(656 微秒)。

　　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。一帧图像就准确的显示到 VGA显示器上。

　　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,越来越多的检测和信息提取过用电子方法自动完成,因此操作员的任务越来越少.现在雷达显示器更像电视监视器或计算机显示器,可以显示完整的连续场景.

　　雷达获取的信息是径向圆扫描方式属极坐标方式,所以早期船用雷达显示器是一种平面位置显示器,用极坐标表示,采用径向圆扫描方式,在这种扫描方式中,荧光屏上扫描线线径向扫描的数率取决于量程的大小.扫描线选转的速度取决于天线的转速.物标回波的亮度取决于回波视频的信号的幅度.物标回波及各种符号视频在屏上只能是天线每转一圈才能亮一下,在整个平面上亮度不均,且量程小,回波亮度越低,容易丢失小目标.精确保存物标距离信息非常勉强.目标分辨力差,在屏上画其他符号十分麻烦、困难,且符号量有限.

　　随着VGA显示器广泛应用,VGA显示器也开始应用在雷达显示上,但VGA显示起的扫描方式是从左到右到扫描和从上到下的帧扫,属于直角坐标的方式,而雷达获取的信息是径向圆扫描方式属极坐标方式,所以要实现雷达数据的 VGA显示首先要将雷达的极坐标信息转换成直角坐标信息存入存储器,再以直角扫描的方式从存储器中读出并显示出来.

　　VGA显示器可以将来自其他传感器得信息 ,例如其他雷达 :空中交通管制雷达应答系统 (ATCRBS) 、军用敌我识别 (IFF) 、低亮度 TV、前视红外 (FLIR),避免碰撞系统或来自民用或军用数据链的信息 ,都能组合到显示器上 .除已处理雷达视频和原始视频外 ,雷达观测的区域地图及文字数字信息和图形也能添加到 VGA显示器上.。

　　5、VGA显示器在雷达应用中的优点与平面位置显示器相比,VGA显示器的在雷达图像显示上有了更大优势:

　　1)克服了平面位置显示器整个平面上亮度不均的缺点.实现了高亮度显示

　　2)避免显示器的图像的闪烁现象,

　　3)便于彩色显示

　　4)便于采用计算机显示终端技术

　　5)降低了成本,提高了可靠性

　　本文作者的创新点：在本设计中采用了 1280*1024的高分辨率显示 ,克服了早期低分辨率 VGA显示器雷达图像分裂和定位精度低的缺点 .。

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