基于FPGA的數據采集及顯示

3 VGA顯示
　VGA(Video Graphics Array)是IBM在1987年隨PS/2機一起推出的一種視頻傳輸標準，具有分辨率高、顯示速率快、顏色豐富等優點，在彩色顯示器領域得到了廣泛的應用。隨著電子技術的發展，VGA接口出現在很多嵌入式平臺上，用于圖像信息的實時顯示等。Altera公司提供的DE2開發板上有一個VGA接口，極大地方便了利用VGA實時顯示。
3.1 VGA顯示原理及時序
　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。VGA接口為顯示器提供兩類信號，一類是數據信號，一類是控制信號。數據信號包括紅、綠、藍信號，簡稱RGB信號，控制信號包括水平同步信號和垂直同步信號。輸出不同分辨率時，水平同步信號和垂直同步信號的頻率也不同。
　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6所示。行時序和幀時序都需要產生同步脈沖、顯示后沿、顯示時序段和顯示前沿四個部分。幾種常用模式的時序參數如表1所示。

　本系統集成了前端采集、中間處理和后續顯示功能模塊，充分利用了FPGA的邏輯資源和NiosII處理器的強大功能，較好地實現了預期目標。與同類系統相比，具有開發時間短、程序可移植性強和成本低等優勢。該系統作為電力系統諧波分析系統的一部分，在數據采集及預處理方面已經取得較好的效果，后期將進一步研究基于FPGA內部邏輯結構的FFT實用算法。