VGA(Video Graphics Array)即视频图形阵列，是IBM于1987年提出的一个使用模拟信号的电脑显示标准。VGA接口即电脑采用VGA标准输出数据的专用接口。VGA接口共有15针，分成3排，每排5个孔，显卡上应用最为广泛的接口类型，绝大多数显卡都带有此种接口。它传输红、绿、蓝模拟信号以及同步信号(水平和垂直信号)。VGA显示器作为一种标准的显示设备，具有显示效果好，能显示大量信息，接口采用统一的工业标准，兼容性和通用性好等特点。

现代电子设计技术的核心是EDA(Electronic Design Automation)技术。EDA技术依赖功能强大的计算机系统，在EDA软件工具平台上，采用自上而下(Top Down)的设计方法，以硬件描述语言(Hardware Description Language，HDL)为系统逻辑描述的主要手

段完成系统设计。EDA设计方法比较显著的特点有如下几个：高级设计语言，系统级仿真和系统级综合优化方法，模块化设计和增量设计方法。而FPGA(Field－Programmable Gate Array)具有功能强大，开发过程投资小、周期短，可反复编程修改，保密性好，开发工具智能化等特点。随着电子工艺的不断改进，低成本的FPGA器件推陈出新，促使FPGA成为当今硬件设计的首选方式之一。同时FPGA作为一种可编程的硬件电路实现，具有高集成度、高速度、高可靠性的特点，能够实现各种高速复杂的信号时序。这都使得FPGA设计技术成为当今高级硬件工程师和IC工程师的必备技能。本课题以理论为基础，使用EDA软件工具平台下，利用Verilog作为逻辑描述的手段，进行基于FPGA的VGA桥接模块的设计与实现。

使用FPGA设计有如下优势:

（1）节约板上资源，使用芯片更少，布线难度降低。

（2）在高速数据传输时，高频噪声干扰更小。

（3）利用FPGA（现场可编程门阵列）设计的VGA接口能将要显示的数据直接送至显示器，省去了计算机的处理步骤，加快了数据的处理速度，从而节约了硬件成本。

自1985年Xilinx公司推出第一片现场可编程逻辑器件(FPGA)至今，FPGA历史已经经历了十几年的发展历史。在这十几年的发展过程中，以FPGA为代表的数字系统现场集成技术取得了惊人的发展:现场可编程器件从最初的1200个可利用门，发展到90年代的25万个可利用门，当新世纪来临之即，国际上现场可编程逻辑器件的著名厂商Altera公司、Xilinx公司又陆续推出了数百万门的单片FPGA芯片，将现场可编程器件的集成度提高到一个新的水平。纵观现场可编程逻辑器件的发展历史，其之所以具有巨大的市场吸引力，根本在于：FPGA不仅可以解决电子系统小型化、低功耗、高可靠性等问题，而且其开发周期短、开发软件投入少、芯片价格不断降低，促使FPGA越来越多地取代了ASIC的市场，特别是对小批量、多品种的产品需求，这些因素都使FPGA成为首选。

CRT(cathode ray tube)显示器作为一种通用型显示设备，如今已广泛应用于我们的工作和生活中。与嵌入式系统中常用的显示器件相比，它具有显示面积大、色彩丰富、承载信息量大、接口简单等优点，如果将其应用到嵌入式系统中，可以显著提升产品的视觉效果。近年来，随着液晶显示器的出现，越来越多的数字产品开始使用液晶作为显示终端。但基于VGA标准的显示器仍是目前普及率最高的显示器。若驱动此类显示器，需要很高的扫描频率，以及极短的处理时间。目前大多数计算机与外部显示设备之间都是通过模拟VGA接口连接，计算机内部以数字方式生成的显示图像信息，被显卡中的数字/模拟转换器转变为R、G、B三原色信号和行、场同步信号，信号通过电缆传输到显示设备中。对于模拟显示设备，如模拟CRT显示器，信号被直接送到相应的处理电路，驱动控制显像管生成图像。VGA接口应用于CRT显示器无可厚非，但用于连接液晶之类的显示设备，则转换过程的图像损失会使显示效果略微下降。现形的VGA接口大都用于CRT显示器，用作计算机的输出设备，另外，在很多图像采集输出的地方也占有一席之地。例如车载监控系统，图像识别等领域。因此研究基于FPGA的VGA桥接模块的设计与实现有着非常重要的现实意义。

2. 研究的基本内容与方案

本课题旨在根据VGA接口的原理，用FPGA控制VGA接口的方法，通过设计LPM-ROM及相应的控制模式来实现图片的显示以及控制，完成FPGA控制CRT显示器显示彩色BMP(bitmap)图片，实现图片在屏幕的平铺、放大以及满屏显示、任意位置显示以及移动的效果，时间允许的情况下，进一步能扩充到XGA模式。