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vga是什么意思?

2019-09-19>>来源:常识坊整理

 

vga是什么意思?

目录

一、vga是什么意思
二、VGA原理
三、功能单元设计

一、vga是什么意思
1、VGA(Video Graphics Array)是IBM在1987年随PS/2机一起推出的一种视频传输标准,具有分辨率高、显示速率快、颜色丰富等优点,在彩色显示器领域得到了广泛的应用。不支持热插拔,不支持音频传输。

2、VGA(Video Graphics Array)即视频图形阵列,是IBM在1987年随PS/2(PS/2 原是“Personal System 2”的意思,“个人系统2”,是IBM公司在1987年推出的一种个人电脑。PS/2电脑上使用的键盘鼠标接口就是现在的PS/2接口。

3、因为标准不开放,PS/2电脑在市场中失败了。只有PS/2接口一直沿用到今天)一起推出的使用模拟信号的一种视频传输标准,在当时具有分辨率高、显示速率快、颜色丰富等优点,在彩色显示器领域得到了广泛的应用。

4、这个标准对于现今的个人电脑市场已经十分过时。即使如此,VGA仍然是最多制造商所共同支持的一个标准,个人电脑在加载自己的独特驱动程序之前,都必须支持VGA的标准。例如,微软Windows系列产品的开机画面仍然使用VGA显示模式,这也说明其在显示标准中的重要性和兼容性。

5、VGA最早指的是显示器640X480这种显示模式。
VGA技术的应用还主要基于VGA显示卡的计算机、笔记本等设备,而在一些既要求显示彩色高分辨率图像又没有必要使用计算机的设备上,VGA技术的应用却很少见到。

二、VGA原理
1、显示与时序
通用VGA显示卡系统主要由控制电路、显示缓存区和视频BIOS(Basic Input Output System即基本输入输出系统)程序三个部分组成。控制电路如图1所示。控制电路主要完成时序发生、显示缓冲区数据操作、主时钟选择和D/A(Digital to Analog即将数字信号转换为模拟信号)转换等功能;显示缓冲区提供显示数据缓存空间;视频BIOS作为控制程序固化在显示卡的ROM(Read-Only Memory即只读存储器)中。

2、VGA时序分析
通过对VGA显示卡基本工作原理的分析可知,要实现VGA显示就要解决数据来源、数据存储、时序实现等问题,其中关键还是如何实现VGA时序。 VGA的标准参考显示时序如图2所示。行时序和帧时序都需要产生同步脉冲(Sync a)、显示后沿(Back porch b)、显示时序段(Display interval c)和显示前沿(Front porch d)四个部分。几种常用模式的时序参数如表1所示。

3、VGA时序实现
首先,根据刷新频率确定主时钟频率,然后由主时钟频率和图像分辨率计算出行总周期数,再把表1中给出的a、b、c、d各时序段的时间按照主计数脉冲源频率折算成时钟周期数。在CPLD中利用计数器和RS触发器,以计算出的各时序段时钟周期数为基准,产生不同宽度和周期的脉冲信号,再利用它们的逻辑组合构成图2中的a、b、c、d各时序段以及D/A转换器的空白信号BLANK和同步信号SYNC。

4、SRAM地址
主时钟作为像素点计数脉冲信号,同时提供显存SRAM的读信号和D/A转换时钟,它所驱动的计数器的输出端作为读SRAM的低位地址。行同步信号作为行数计数脉冲信号,它所驱动的计数器的输出端作为读SRAM的高位地址。由于采用两片SRAM,所以最高位地址作为SRAM的片选使用。由于信号经过CPLD内部逻辑器件时存在一定的时间延迟,在CPLD产生地址和读信号读取数据时,读信号、地址信号和数据信号不能满足SRAM读数据的时序要求。可以利用硬件电路对读信号进行一定的时序调整,使各信号之间能够满足读SRAM和为DAC输入数据的时序要求。

5、数据
如果VGA显示真彩色BMP图像,则要R、G、B三个分量各8位,即24位表示一个像素值,很多情况下还采用32位表示一个像素值。为了节省显存的存储空间,可采用高彩色图像,即每个像素值由16位表示,R、G、B三个分量分别使用5位、6位、5位,比真彩色图像数据量减少一半,同时又能满足显示效果。

三、功能单元设计
1、控制器
VGA显示有多种模式,需要通过控制器实现模式间切换,还需要对显示的内容进行接收、处理和显示。所以控制器的性能越高,数据更新和显示效果就越好。2 显示数据缓存区
VGA显示要求显存速度快、容量大。读速度要达到65MHz以上,存储容量至少要2MB。可采用高速SRAM或SDRAM作为显示数据缓存。

2、DAC
VGA显示对数模转换DAC有如下要求:一是高速转换,转换的速度应该在80MHz或以上;二是同步性好,能保证 R、G、B三路信号的同步性;三是有相应的精度。可选择一种包括3路8位高速D/A的专用视频芯片。

3、数据源
要提高VGA显示的效率,就要不断更新数据,同时还要保证实时性,因此需要非常高的接口速度。VGA显示卡虽可达到100Mbps的数据更新速度,但是一般设备、特别是嵌入式设备达不到这么高的速度,而且大多数情况下也不需要这么高的数据更新率。目前常用接口为EPP接口、USB接口、 TCP/IP、RS232C/485等。其中TCP/IP、EPP接口和USB接口是基于计算机的,速度较快;TCP/IP、RS232C/485是基于网络通信的接口,其中RS485速度虽慢,但应用广泛且容易实现远程控制。

4、存储卡
在数据源为低速接口时,可以考虑采用 Flash或者SM存储卡等预先存储一些常用的图像显示数据和字库文件,在更新数据时直接应用这些数据,从而加快显示缓存的更新速度。这样既能满足高分辨率图像的显示,又能满足文字信息数据的快速更新。当时为了存储更多的图像,可以先存储JPEG格式图像,再由控制器解码成BMP位图图像后送到显示缓存显示,这样就相对扩展了Flash的存储空间。
 

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