韋斯科技分析VGA矩陣接口原理概述及原理

矩陣切換的概念
　　矩陣的概念引用高數中的線性代數的概念，一般指在多路輸入的情況下有多路的輸出選擇，形成下圖的矩陣結構，既每一路輸出都可與不同的輸入信號“短接”，每路輸出只能接通某一路輸入，但某一路輸入都可(同時)接通不同的輸出，如下圖。　　輸出1=輸入1，輸出2=輸入2，而輸出3=輸出4=輸入3，或者說，每一路輸出可“獨立”地在輸入中進行選擇，而不必關心其它通道的輸出情況，即可以與其它輸出不同，也可以相同。舉例說，8選4是指有4個獨立的輸出，每個輸出可在8個輸入中任選，或者說有4個獨立的8選1，只是8個輸入是相同的。經常與此混淆的是分配的概念，比如8選1分4，是指在8個輸入中選擇出1個輸出，并將其分配成4個相同的輸出，雖然外觀上看有4個輸出，但這4個輸出是相同的，而不是獨立的。一般習慣中，將形成M×N的結構稱為矩陣，而將M×1的結構稱為切換器或選擇器，其實不過N=1而已，我們在討論時都當作矩陣對待。

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VGA矩陣接口原理概述及原理
　　VGA顯示與VGA時序實現
 　通用VGA顯示卡系統主要由控制電路、顯示緩存區和視頻BIOS程序三個部分組成。控制電路如圖1所示　　。控制電路主要完成時序發生、顯示緩沖區數據操作、主時鐘選擇和D/A轉換等功能；顯示緩沖區提供顯　　示數據緩存空間；視頻BIOS作為控制程序固化在顯示卡的ROM中。
 　　1 VGA時序分析　　通過對VGA顯示卡基本工作原理的分析可知，要實現VGA顯示就要解決數據來源、數據存儲、時序實現　　等問題，其中關鍵還是如何實現VGA時序。 VGA的標準參考顯示時序如圖2所示。行時序和幀時序都需要產 　　生同步脈沖(Sync a)、顯示后沿(Back porch b)、顯示時序段(Display interval c)和顯示前沿(Front 　　porch d)四個部分。幾種常用模式的時序參數如表1所示。

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 　　2 VGA時序實現　　首先，根據刷新頻率確定主時鐘頻率，然后由主時鐘頻率和圖像分辨率計算出行總周期數，再把表1 　　中給出的a、b、c、d各時序段的時間按照主計數脈沖源頻率折算成時鐘周期數。在CPLD中利用計數器和RS 　　觸發器，以計算出的各時序段時鐘周期數為基準，產生不同寬度和周期的脈沖信號，再利用它們的邏輯組　　合構成圖2中的a、b、c、d各時序段以及D/A轉換器的空白信號BLANK和同步信號SYNC。 　　VGA參考時序
　　3 讀SRAM地址的產生方法 　　主時鐘作為像素點計數脈沖信號，同時提供顯存SRAM的讀信號和D/A轉換時鐘，它所驅動的計數器的　　輸出端作為讀SRAM的低位地址。行同步信號作為行數計數脈沖信號，它所驅動的計數器的輸出端作為讀　　SRAM的高位地址。由于采用兩片SRAM，所以最高位地址作為SRAM的片選使用。由于信號經過CPLD內部邏輯　　器件時存在一定的時間延遲，在CPLD產生地址和讀信號讀取數據時，讀信號、地址信號和數據信號不能滿　　足SRAM讀數據的時序要求。可以利用硬件電路對讀信號進行一定的時序調整，使各信號之間能夠滿足讀　　SRAM和為DAC輸入數據的時序要求。
 　　4 數據寬度和格式　　如果VGA顯示真彩色BMP圖像，則要R、G、B三個分量各8位，即24位表示一個像素值，很多情況下還采　　用32位表示一個像素值。為了節省顯存的存儲空間，可采用高彩色圖像，即每個像素值由16位表示，R、G 　　、B三個分量分別使用5位、6位、5位，比真彩色圖像數據量減少一半，同時又能滿足顯示效果。

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