基于基于FPGA的的VGA波形显示方法研究波形显示方法研究
介绍了基于现场可编程门阵列（FPGA）技术实现波形显示的两种方法，同时针对波形显示中出现的不稳定性提
出了一种稳定显示波形的策略。首先利用高速A/D转换器将采集的波形信号进行波形稳定控制，然后存进FPGA
片内的RAM中，最后以VGA方式实时地显示出来。给出了两种方法的VGA波形显示图，并对比分析了两种方法
的特点。
摘摘 要：要： 介绍了基于现场可编程门阵列（
关键词：关键词： 现场可编程门阵列；
随着微电子技术的发展，应用FPGA技术开发的信号处理系统在各种行业中得到了广泛的应用。VGA是IBM公司在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、显示速度快、颜色丰富等优点，在彩色显示器领域得到了广泛的应
用。采用FPGA设计VGA控制器也是近几年研究的一个热点，这种方式设计的显示系统，在不使用VGA显示卡的情况下，实现
图像的显示和控制，具有成本低、结构简单、应用灵活的优点。目前关于这方面的研究论文主要集中在显示原理的介绍、
FPGA设计VGA时序控制器[1-2]以及图像显示方法[3-4]上，至于波形的显示方法主要集中在计算机上通过显卡实现，利用
FPGA而无需显卡的VGA显示波形的讨论比较少见。本文依据VGA显示原理，介绍两种VGA显示波形的方法，给出了两种
常见的彩色显示器一般由CRT构成，彩色由R、G、B三色组成。采用逐行扫描的显示方式，阴极射线枪发出的电子束打在
涂有荧光粉的荧光屏上，产生R、G、B 三基色，最后合成一个彩色图像。
对于图像的显示，可以利用行、场同步信号的计数器，在显示可视区间内按照图片的大小划定行和列的起始坐标和终止坐
标，当扫描点在图像显示区域内时，根据扫描点在图像显示区中的相对坐标位置，计算得到当前要显示的图像像素点在图像存
储器中的地址，然后读取显示。
如图1所示，x表示行计数器的计数值(行坐标)，y表示列计数器计数值(列坐标)，显示的分辨率为H×V，(x,y)为显示区域内的
任意一像素点。波形显示区域的大小为M×N，起始点为(m0,n0)，(m,n)则为扫描点在波形显示区域中的相对坐标。当扫描点到
达波形显示区域时， 即满足以下关系：
则有m=x-m0,n=y-n0；此时，可以将m作为波形存储器的地址，取出波形数据进行显示，波形存储器的大小可以设置为大于或
等于M。
2 波形显示方法波形显示方法
在这里讨论两种波形显示的方法。假设存储在波形RAM中的数据为x(k)，(m,n)为扫描点在波形显示区域中的相对坐标。
方法一：如图2(a)流程所示，当扫描点进入波形显示区域时，开始读取波形RAM中的数据，将读出的数据x(k)与当前扫描点
在波形显示区域中的纵坐标n或者N-n作比较，如果相等则显示，否则不显示。图2(b)所示为方法一显示的效果图。
方法二：如图3(a)流程所示，当扫描点进入波形显示区域时，开始读取波形RAM中的数据，将当前扫描点在波形显示区域
中的纵坐标n或者N-n与读出的当前数据x(k)和上一个波形数据x(k-1)进行对比，如果扫描点刚好处于这两个值之间则显示，否
则不予显示。图3(b)所示为方法二显示的效果图。
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