韦斯科技分析VGA矩阵接口原理概述及原理

矩阵切换的概念
　　矩阵的概念引用高数中的线性代数的概念，一般指在多路输入的情况下有多路的输出选择，形成下图的矩阵结构，既每一路输出都可与不同的输入信号“短接”，每路输出只能接通某一路输入，但某一路输入都可(同时)接通不同的输出，如下图。　　输出1=输入1，输出2=输入2，而输出3=输出4=输入3，或者说，每一路输出可“独立”地在输入中进行选择，而不必关心其它通道的输出情况，即可以与其它输出不同，也可以相同。举例说，8选4是指有4个独立的输出，每个输出可在8个输入中任选，或者说有4个独立的8选1，只是8个输入是相同的。经常与此混淆的是分配的概念，比如8选1分4，是指在8个输入中选择出1个输出，并将其分配成4个相同的输出，虽然外观上看有4个输出，但这4个输出是相同的，而不是独立的。一般习惯中，将形成M×N的结构称为矩阵，而将M×1的结构称为切换器或选择器，其实不过N=1而已，我们在讨论时都当作矩阵对待。

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VGA矩阵接口原理概述及原理
　　VGA显示与VGA时序实现
 　通用VGA显示卡系统主要由控制电路、显示缓存区和视频BIOS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中。
 　　1 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。

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 　　2 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。 　　VGA参考时序
　　3 读SRAM地址的产生方法 　　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。
 　　4 数据宽度和格式　　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。

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