HDMI(三):VGA

时间:2024-03-21 12:09:39

1、VGA接口

VGA(Video Graphic Arrary,显示绘图阵列),是 IBM 在 1987 年随 PS/2 机一起推出的使用模拟信号的一种视频传输标准。VGA接口采用非对称分布的15pin连接,共15根管脚,一共三排。

HDMI(三):VGA
VGA接口最常用的就是RGB三个分量和行场同步信号
VGA传输的是模拟信号,所以需要对RGB数据进行数模转换。

而VGA中的SDA、SCL引脚的作用是通过DDC(Display Data Channel,显示数据通道)从显示器EEPROM中读取显示器的EDID格式数据(包括分辨率、刷新率、横纵比等),这样就可以通过读取EDID格式数据来自动控制输出分辨率等。如果要使用该功能,则需要在IIC协议下进行数据读取。

2、扫描方式

VGA采用逐行扫描的方式,从左上方开始,自上向下,从左到右。

VGA时序的由来:在VGA兴起的时候,那时候显示器一般由CRT(阴极射线管)构成,阴极射线管发射的电子束从左上方开始,自上向下,从左到右。每扫描完一行,电子束都回到屏幕的下一行的最左侧位置。在这期间,CRT对电子束消隐。每行结束时,用 行同步信号(一般低电平有效)进行同步,扫描完所有行,用 场同步信号进行同步(一般低电平有效),并使电子束回到左上方,这期间进行场消隐,准备下一场扫描。

虽然现在使用的液晶显示器并不是使用电子束,但是由于液晶显示器后与CRT技术,为了能够兼容传统的显示接口,只要液晶显示器有VGA接口,那就可以使用VGA时序(显示器厂家设计时,已经通过内部电路对VGA接口完全兼容)

3、VGA时序

HDMI(三):VGA
行同步时序:
1、产生一个同步HSYNC,HSYNC是一个脉冲信号(常常是低脉冲),周期 e = a + b + c +d;其中的a、b、d(同步、显示后沿,显示前沿)又统称为消隐信号Blank。
2、产生显示的数据,也就是RGB三原色,并且在有效数据段中输出
场同步时序: 与行同步时序类似

不同显示分辨率、刷新率的消隐时间不同,具体参数可以参考 VESA(Video Electronics Standards Association,视频电子标准协会) 标准。

常用VGA时序参数
HDMI(三):VGA
关于时序中的时钟频率计算: 以640*[email protected]为例

60HZ,即一秒钟的时间内刷新60幅图像,而一副图像包含 800 * 525 = 420000(不仅包括有效像素,还有消隐像素)
那么1s内要显示的像素点 = 420000 * 60 = 25200000,那么最终时钟就为25.2MHZ
但是为什么VESA中的时钟为25.175MHZ呢?
不是计算错误,而是因为在25.175MHZ时钟的驱动下刷新率达不到60HZ,只有59.94HZ,其实和60HZ也差不多。

在设计时钟时,也不一定要设计完整的25.175MHZ,这种小数点后几位的时钟用PLL比较难生成,一般用PLL话,也不是可以生成任意频率的时钟,所以如下图,像素时钟有个误差范围(±0.5%),所以在设计640*[email protected]的VGA时序时,如果对刷新率要求不是很高,可以采用更容易生成的25MHZ的时钟。

分辨率越高、刷新越快,所需要的时钟就越快,所以在设计VGA或者HDMI显示时,一定要注意自己使用的芯片最高工作频率是多少(可以在器件手册查看),同时还要注意PLL(可以在器件手册或者PLL IP核配置界面查看)能生成的最高频率是多少。

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