DE0开发板FPGA中VGA的应用

Quartu II EDA软件应用

Posted by Jackson on February 9, 2020

DE0开发板FPGA中VGA的应用

1. 开发环境

​ 台湾友晶科技的DE0 FPGA开发板,FPGA位Altera CycloneIII 系列的EP3C16 FPGA。

2.遇到的问题

2.1 内存不够

​ 根据指导书上所说

Altera CycloneIII EP3C16F484C6 FPGA芯片。该芯片包含15408个逻辑单元。56个M9K内存模块,504K内嵌RAM,56个内嵌乘法器、4个锁相环、346个内存可用I/O引脚。

​ 其中我们用到的是56个M9K内存模块,M9K的单位是bits,故实际上一个M9K仅为9Kbits/8 = 1.125KB,同时M9K的实际空间只有8K可用,另外1K用于校验等功能无法使用。因此实际上我们的开发板上只有56KB内存单元可用。

​ 由于VGA中RGB的输出均为4位,故我们需要的图像大小数据宽度为12bits,数据深度不能过大,不可以用书上示例256X256,或者VGA常用的640X480,此处采用160X120大小的图片。

2.2 生成mif文件

​ 上面说到我们要用160X120大小的图片,现在我们有一个正常大小的jpg文件,怎么才能把他用到我们的程序当中呢?

  1. 我们需要一个mif文件或hex文件作为数据。

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    我们可以通过new->Memory Files–Memory Initializeation File手动创建,然后向其中输入数据,但这个方法在我们这里很显然是不现实的,于是我们采用第二个方法,用matlab生成我们想要的mif文件

    pic = imread('lover1.jpg');
    subplot(1,2,1);
    imshow(pic);
    %%pkg load image;
    pic = imresize(pic, [160 120]);//修改图片大小
    pic = uint8(floor(double(pic)/16));
    subplot(1,2,2);
    imshow(pic*16);
       
    pic = double(pic);
    pic = pic(:,:,1)*256 + pic(:,:,2)*16 + pic(:,:,3);
       
    pic = pic';
       
    fid = fopen('data1.mif','w');
    fprintf(fid,'%s\n','DEPTH = 19200;');//120X160
    fprintf(fid,'%s\n','WIDTH = 12;');
    fprintf(fid,'%s\n','ADDRESS_RADIX = HEX;');
    fprintf(fid,'%s\n','DATA_RADIX = HEX;');
    fprintf(fid,'%s\n\t','CONTENT');
    fprintf(fid,'%s\n','BEGIN');
       
    a = 120*160;
    for i=1:a
       fprintf(fid, '%04X',i-1);            %address
       fprintf(fid, '%s',' : '); 
       fprintf(fid,'%x;\n',pic(i));
    end
    fprintf(fid,'%s\n','END ;');
    fclose(fid);
    

    运行完毕后可以得到一个mif文件。

  2. 我们需要一个rom

    mif文件和hex文件都可以用来用作rom的初始数据。

    点击Tools–>MegaWizard Plug-In Manager–>Memory Compiler–>ROM: 1-PORT

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2.3 针脚

​ 当我配置VGA_B0(K22)引脚的时候,一直出现错误

Can’t place pins assigned to pin location Pin_K22(xxx)

​ 原因是不能分配给多功能管脚Pin_K22 。 这是由于Pin_K22 是一个多功能管脚,还有一个功能是nCEO,也是默认的功能。如果要用它当普通IO,需要提前设置一下:assignments>device>device and pin options>dual-purpose pins里面把nCEO设置成use as regular i/o就可以了。

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2.4 显示器

​ 在一开始下载到FPGA上是,显示器出现

Cannot display video mode, Change Computer Display input to 1680X1050@60HZ

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​ 我一开始以为是我用的显示器太老了不支持640X480@(60HZ),只能切换到1680X1050的分辨率,在我研究好了修改源程序到输出1680X1050的图像(其中发现了一个好网站http://tinyvga.com/vga-timing和一个人的博客https://blog.csdn.net/qimoDIY/article/details/100006658),突然发现自己经过分频器的clk输出没有输入到VGA模块,而是用了50MHZ的时钟输入,重新改了以下接口连线就可以成功了。(真是太蠢了)

3. 参考

M9K参考博客:https://www.jianshu.com/p/86978612a04d

针脚问题参考博客:https://blog.csdn.net/ljh618625/article/details/79079399

4. 成功截图

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