VGA顯示矩陣教學-至簡設計

我們要實現的功能，概括起來就是FPGA產生VGA時序，即控制VGA_R4~R0、VGA_G5~G0、VGA_B4~B0、VGA_HSYNC和VGA_VSYNC，讓顯示器顯示紅色。其中，VGA_HSYNC和VGA_VSYNC，FPGA可根據時序產生高低電平。而顏色數據，由于是固定的紅色，FPGA也能自己產生，不需要外部輸入圖像的數據。那么我們的FPGA工程，可以定義輸出信號hys表示行同步，用輸出信號vys表示場同步，定義一個16位的信號lcd_rgb，其中lcd_rgb[15:11]表示VGA_R4~0，、lcd_rgb[10:5]表示VGA_G5~0，、lcd_rgb[4:0]表示VGA_B4~0。

綜上所述，我們這個工程需要五個信號，時鐘clk，復位rst_n，場同步信號vys、行同步信號hys和RGB輸出信號lcd_rgb。

需要注意的是，輸入進來的時鐘clk是50MHz，而從分辨率參數表可知道，行單位的基準時鐘是25 MHz。為此我們需要根據50MHz來產生一個25 MHz的時鐘，然后再用于產生VGA時序。

為了得到這個25M時鐘，我們需要一個PLL。PLL可以認為是FPGA內的一個硬核，它的功能是根據輸入的時鐘，產生一個或多個倍頻和分頻后的輸出時鐘，同時可以調整這些輸出時鐘的相位、占空比等。

例如，輸入進來是50M時鐘，如果我需要一個100M時鐘，那么從邏輯上、代碼上是不可能產生的，我們就必須用到PLL來產生了。

file:///C:/Users/pan/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.png

PLL的生成方式過程，請看本案例的綜合工程和上板一節的內容。

我們先分析功能。要控制顯示器，讓其產生紅色，也就是讓FPGA控制VGA_R0~4、VGA_G0~5、VGA_B0~4、VGA_VSYNC和VGA_HSYNC信號。那么VGA驅動模塊，可以定義輸出信號hys表示行同步，用輸出信號vys表示場同步，定義一個16位的信號lcd_rgb，其中lcd_rgb[15:11]表示VGA_R4~0，、lcd_rgb[10:5]表示VGA_G5~0，、lcd_rgb[4:0]表示VGA_B4~0。

同時該模塊的工作時鐘為25M，同時需要一個復位信號。

綜上所述，我們這個模塊需要五個信號，25M時鐘clk，復位rst_n，場同步信號vys、行同步信號hys和RGB輸出信號lcd_rgb。