VGA(視頻圖形陣列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。
目前 VGA技術的應用還主要基于 VGA顯示卡的，而在一些既要求顯示彩色高分辨率圖像又不使用計算機的設備上，VGA技術的應用卻很少。本文對基于 FPGA/CPLD的嵌入式 VGA顯示的實現方法進行了研究。
基于 FPGA/CPLD的嵌入式 VGA顯示系統，可以在不使用 VGA顯示卡的情況下實現 VGA圖像的顯示和控制。該系統具有成本低、結構簡單、應用靈活的優點。 1 基于 FPGA/CPLD的嵌入式 VGA顯示系統簡介
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。其控制電路主要完成時序發生、顯示緩沖區數據操作等功能；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。在基于FPGA/CPLD的嵌入式VGA顯示系統的設計中，可以使用很少的資源，就產生 VGA各種控制信號，達到顯示彩色高分辨率圖像的要求，而不需用 VGA顯示卡和計算機設備。圖 1是基于 FPGA/CPLD的嵌入式 VGA顯示系統的結構框圖，圖中FPGA采用的是Altera公司Cyclone II系列的EP2C35F672C這款 FPGA.Cyclone II器件采用 90nm、低 K值電介質工藝，通過使硅片面積最小化，可以在單芯片上支持復雜的數字系統。EP2C35F672C該芯片提供了 33216個邏輯單元 ,包括了嵌入式 18*18位乘法器、專用外部存儲器接口電路、 4KB嵌入式存儲器件、4個鎖相環和高速差分 I/O等功能。該芯片的工作頻率和引腳 IO等資源都能很好的滿足本系統的要求.FPGA的工作時鐘為 54MHz。
VGA接口芯片采用了 ADV7125，該芯片是美國 ADI公司生產的高速視頻數模轉換芯片，其像素掃描時鐘頻率有 50MHz、140 MHz、270 MHz、330MHz四個等級。ADV7125在單芯片上整合了三組 8位高速 D／A轉換器，可以分別處理紅、綠、藍視頻數據，特別適用于高分辨率模擬接口的顯示終端和要求高速 D／A轉換的應用系統。 ADV7125的輸入及控制信號非常簡單：3組 8位的數字視頻數據輸入端，分別對應 RGB視頻數據，數據輸入端采用標準 TTL電平接口；4條視頻控制信號線包括復合同步信號 SYNC、消隱信號 BLANK、白電平參考信號 REF WHITE和像素時鐘信號 CLOCK；外接一個 1.23 V數模轉換參考電壓源和 1個輸出滿度調節。只有 4條輸出信號線：模擬 RGB信號采用高阻電流源輸出方式，可以直接驅動 75同軸傳輸線。

2模塊劃分與模塊功能定義
FPGA中包含了四個工作模塊： VGA時序發生器模塊、VGA圖像顯示調色板模塊、數據存儲器和數據讀寫控制器。由于 ADV7125內部沒有顏色的轉換器 ,所以當數據存儲器中的數據為 YUV信號時，就要把 YUV信號轉換成 RGB信號,這一功能就是由 VGA圖像顯示調色板模塊完成的，當顯示數據為 RGB信號時，數據可以直接傳輸到 ADV7125，不需調色板進行顏色轉換。數據存儲器和數據讀寫控制器解決了顯示數據的來源和數據的存儲。用 FPGA對圖像進行存儲和整理，并產生驅動電路需要的各種控制波形由視頻控制器對顏色緩沖器進行掃描，其中視頻控制器可以讀取像素顏色，用這些顏色來控制輸出設備的亮度。