基于FPGA的数据采集及显示

3 VGA显示
　VGA(Video Graphics Array)是IBM在1987年随PS/2机一起推出的一种视频传输标准，具有分辨率高、显示速率快、颜色丰富等优点，在彩色显示器领域得到了广泛的应用。随着电子技术的发展，VGA接口出现在很多嵌入式平台上，用于图像信息的实时显示等。Altera公司提供的DE2开发板上有一个VGA接口，极大地方便了利用VGA实时显示。
3.1 VGA显示原理及时序
　通用VGA显示卡系统主要由控制电路、显示缓存区和视频BIOS程序三个部分组成。控制电路主要完成时序发生、显示缓冲区数据操作、主时钟选择和D／A转换等功能；显示缓冲区提供显示数据缓存空间；视频BIOS作为控制程序固化在显示卡的ROM中。VGA接口为显示器提供两类信号，一类是数据信号，一类是控制信号。数据信号包括红、绿、蓝信号，简称RGB信号，控制信号包括水平同步信号和垂直同步信号。输出不同分辨率时，水平同步信号和垂直同步信号的频率也不同。
　要实现VGA显示就要解决数据来源、数据存储、时序实现等问题，其中关键还是如何实现VGA时序。VGA的标准参考显示时序如图6所示。行时序和帧时序都需要产生同步脉冲、显示后沿、显示时序段和显示前沿四个部分。几种常用模式的时序参数如表1所示。

　本系统集成了前端采集、中间处理和后续显示功能模块，充分利用了FPGA的逻辑资源和NiosII处理器的强大功能，较好地实现了预期目标。与同类系统相比，具有开发时间短、程序可移植性强和成本低等优势。该系统作为电力系统谐波分析系统的一部分，在数据采集及预处理方面已经取得较好的效果，后期将进一步研究基于FPGA内部逻辑结构的FFT实用算法。