3.1 NGUYÍN TẮC CHUNG
Để hiển thị hình ảnh ra măn hình được tích hợp thì cần phải có một bộ VGA Generator với câc tín hiệu vă cơ chế lăm việc như sau:
3.1.1 VGA COLOR SIGNALS
Có 3 tín hiệu color lă: red, greenvă blue gửi tín hiệu mău sắc (color information) đến măn hình VGA. Mỗi một tín hiệu điều khiển một súng bắn điện tử (electron gun) để phóng câc hạt electron vẽ lín một mău cơ bản tại một điểm trín măn hình. Dải của tín hiệu nằm từ từ 0 V (tương ứng với mău tối hoăn toăn) vă 0.7V (sâng hoăn toăn) điều khiển cường độ của mỗi thănh phần mău vă 3 thănh phần mău kết hợp với nhau tạo lín mău của điểm ảnh (dot) hay phần tử ảnh (pixel) trín măn hình.
Hình 3.1 : VGA Connection
Tùy văo độ rộng A bit của tín hiệu mău ngõ văo tín mă mỗi mău analog ở ngõ ra lă một trong 2A mức với bộ chuyển đổi digital to analog A bit. 3 tín hiệu analog kết hợp với nhau tạo nín phần tử ảnh (pixel) với 2A × 2A × 2A = 23A mău khâc nhau.
3.1.2. VGA SIGNAL TIMING
Mỗi một ảnh (hay frame) trín măn hình hiển thị lă kết hợp của h dòng, mỗi dòng có w pixel. Kích thước của mỗi frame được biểu diễn w x h dưới câc dạng tiíu biểu gồm 640 x 480m 800 x 600, 1024 x 768 vă 1280 x 1024.
Hình 3.2 : CRT Display Timing Example
Để vẽ một frame, có những mạch điện có trâch nhiệm di chuyển dòng electron từ trâi sang phải vă từ trín xuống dưới dọc theo măn hình gọi lă deflection circuit. Những mạch năy yíu cầu phải có 2 tín hiệu động bộ để khởi động vă dừng dòng electron tại đúng thời điểm để cho một dòng câc điểm ảnh được vẽ dọc theo măn hình vă mỗi dòng được điền theo cơ chế từ trín xuống dưới để tạo lín một ảnh.
3.1.3 NGUYÍN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA VGA GENERATOR
Hệ thống bín ngoăi ghi giâ trị pixel văo trong thanh ghi pixel (data register) . Nội dung của thanh ghi năy được dịch sau mỗi xung clock để thay thế pixel hiện tại. Câc bit năy được gửi đến bộ DAC để chuyển sang dạng tín hiệu mău analog. Rồi kiểm tra xem giâ trị trín chđn Blank để xuất ra cổng VGA.
Hai mạch tạo xung đồng bộ (pulse generation circuit) được dùng để tạo câc xung đồng bộ dọc (VSYNC) vă ngang (HSYNC). Bộ hirizontal sync generator có đầu ra lă tín hiệu gate một chu kì trùng khớp với sườn lín của xung đồng bộ ngang ( horizontal sync pulse), tín hiệu gate năy nối với tín hiệu clock-enable của bộ vertical sync generator vì thế nín clock-enable chỉ cập nhật bộ đếm thời gian sau mỗi dòng pixel
(line of pixels). Tín hiệu gate của vertical sync generator được dùng như tín hiệu bâo kết thúc một frame, đồng thời nó cũng reset vă xóa toăn bộ nội dung của pixel buffer nín bộ VGA generator luôn khởi động từ trạng thâi xóa sạch hoăn toăn với mọi frame.
Bộ tạo tín hiệu đồng bộ cũng tạo ra câc tín hiệu horizontal vă vertical blanking. Khi dùng phĩp toân OR logic ta được tín hiệu blanking toăn cục.
3.2 BỘ VGA DAC ADV7123
Kit DE2 tích hợp một bộ VGA DAC lă ADV7123 với cấu trúc:
Hỗ trợ tín hiệu mău 10 bit ở ngõ văo, với bộ DAC 10 bit sẽ cho ra 210mức mău Analog ở ngõ ra, tuy nhiín trong thiết kế dữ liệu mău ta cung cấp cho ADV7181 chỉ lă 8 bit nín tín hiệu mău Analog ngõ ra có 28mức. 3 tín hiệu analog kết hợp lại với nhau tạo nín phần tử ảnh 224 (16 triệu ) mău.
Câc tín hiệu đồng bộ lă SYNC vă BLANK: giâ trị của SYNC thì không ảnh hưởng đếđn qua trình hiển thị, BLANK với giâ trị 0 thì chốt câc dữ liệu mău ở ngõ văo.
Hình 3.3: Sơ đồ cấu trúc của ADV7123
câc chđn của ở ngõ ra được nối tương ứng với câc chđn của cổng VGA trín KIT DE2, vì vậy để sử dụng được bộ VGA DAC năy ta phải tạo ra một khối vừa cung cấp câc tín hiệu BLANK, Red, Green, Blue cho ADV7123 vừa phải tạo ra 2 tín hiệu đồng bộ VSYN vă HSYNC nối trực tiếp văo cổng VGA một câch đồng thời.