基于CPLD的VGA視頻顯示系統的設計

　　視頻DAC模塊

　　ADV7123是一個三路10位輸入的高速視頻DAC，具有330MHz的最大采樣速度，與多種高精度的顯示系統兼容，包括RS-343A和RS-170，可以廣泛應用于如HDTV、數字視頻系統(1600*1200 @100Hz)、高分辨率的彩色圖片圖像處理、視頻信號再現等，因此能夠滿足多方面應用需求。視頻DAC（ADV7123）工作原理如圖3所示。

圖3 ADV7123工作原理

　　CPLD提供Hsync(行)、Vsync(場)同步信號，直接接入15針的VGA顯示接口連接器。在點時鐘脈沖pixel clock的作用下將3路10位的RGB信號送入數據寄存器，而后送到3個DAC模塊，復合消隱信號和復合同步信號加到紅、綠、藍模擬信號送到輸出端。

　　系統軟件設計

　　系統軟件設計是本文的重點，主要包括三部分內容：SRAM讀寫狀態機的設計、CPLD與SRAM的緩沖模塊通信以及VGA時序設計。

　　SRAM讀寫狀態機的設計

　　以6416為核心的圖象處理機通過外部存儲器接口向外傳送數據，連接到后端的顯示系統；但SRAM需要嚴格的通信時序確保數據的完整性，此處在CPLD內部通過狀態機構造SRAM的讀時序和寫時序，確保了6416能夠和SRAM正常通信，也確保緩沖模塊的正常運行。讀寫SRAM的時序圖如圖4和圖5所示。

圖4 讀周期時序圖

圖5 寫周期時序圖

　　當從SRAM中讀取數據時：首先使能片選；UB、LB時鐘處于有效狀態；WE為高，時鐘處于無效狀態；主要由OE的時序來控制使其符合讀時序圖，才能正確地讀出存儲器中的數據。在向SRAM中寫入數據時，同樣首先使能片選；UB、LB時鐘處于有效狀態；OE為高，時鐘處于無效狀態；主要由WE的時序來控制使之符合寫時序圖，才能向存儲器正確寫入數據。

　　CPLD與SRAM組成的緩沖模塊的通信

　　CPLD與SRAM組成的緩沖通信模塊，即如何乒乓讀寫SRAM機制。設定一個讀寫標志FLAG，當一塊SRAM寫滿一幀圖像時，FLAG會出現“1”到“0”或者“0”到“1”的跳變，同時切換數據流的流向，寫另一塊SRAM，同時切換輸出至后級DAC的數據流；如此循環，軟件流程圖如圖6所示。

圖6 緩沖模塊通信軟件流程圖