基于fpga的vga显示模块设计new

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1、万方数据第17卷第6期2007年6月计算机技术与发展CoMPUTER7I'ECHNO[，(XjYAN)DEVEI。OPMENTV01．17No．6jLln．2007基于FPGA的VGA显示模块设计张亚平，贺占庄(西安微电子技术研究所，陕西西安710054)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

2、；FPGA；VHDL中图分类号：TP334．7文献标识码：A文章编号：1673—629X(2007)06—0242—04DesignofVGADisplayModuleBasedonFPGAZHANGYa-ping，HEZhan—zhuang(xi’anMicroelectronicsTechnologyInstitute，Xi’an710054，China)Abstract：Asastandarddisplayinterface，VGA(VideoGraphicsArray)iswidelyused．Inthisarticle，accordingtotheprinciple

3、ofVGAdisplay，completedthedesignofVGAmodulebasedonQuartuslIsofterwareenvironmentwhileusingVHDLasamea／lsoflogicdescrip—tionaSwellasdiscussedtheprocessofthedesignofFPGAbasedOnEDAso{terwareplatform．AlsogavetheideasofVGAmoduledesignandthetoplogicdiagramofthismodular．Keywords：VGA；displayinterface

4、；EI)A；FPGA；VmL0引言现代电子设计技术的核心是EDA(ElectronicDe—signAutomation)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(HardwareDescriptionLanguage，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

5、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。1FPGA原理及设计流程FPGA／CPLD，DSP和CPU被称为未来数字电路收稿日期：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。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(ApplicationSpecifiedInteg

6、ratedCir—cult)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。1．1FPGA原理CPLD，FPGA是在PAL(ProgrammableArrayLog—ic)、GAL(GenericPAL)等基础上发展起来的一种具有丰富的可编程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、

7、PLD和中小规模通用数字集成电路的场合均可应用FPGA和CPLD器件。CPLD的设计采用E2CMOS工艺，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中多使用万方数据第6期张亚平等：基于FPGA的VGA显示模块设计·243·4输入的LUT，