ПЛИС. Вывод на VGA монитор

Наконец то руки дошли и до VGA.

Глобальная идея такова — выбираете разрешение, которое нужно отрисовать, для себя я выбрал 800х600 72Hz. Далее ищем характеристики выбранного разрешения, хорошо гуглится по фразе «pixel clock vga».

Line: 1040 px
Front porch	56
Sync pulse	120
Back porch	64
 
Visible area	600	
Front porch	37	
Sync pulse	6	
Back porch	23	
Whole frame	666

Почему я выбрал именно такое разрешение? Потому что проверял на своей платке, о которой писал в прошлом посте. Так как там стоит CPLD EPM570 на нем нет PLL, поэтому пришлось исходить из того, что pixel clock (скорость отрисовки пикселя) будет равен тактовой частоте генератора. Если посмотреть на список стандартных разрешений и генераторов, которые можно свободно купить, то 50МГц более всего подходит.

Рисуется линия сама по себе достаточно просто, исходно на ногах h_sync и v_sync логическая единица. Вся линия 1040 пикселей, из них видимая часть 800. Поэтому нужно завести счетчик, который увеличиваем каждый тик генератора. От нуля до 800 рисуем все что нам нужно, просто выставляя на ногах RGB напряжение. В моем случае можно было получить только максимальную яркость одного канала, т.е. смешивая их можно получить максимум 8битное изображение, но если поставить ЦАП и изменяя напряжение от 0 до 0.7В можно менять яркость канала.

Начиная с 800 пикселя нужно выждать front porch, т.е. тупо ничего не делать в течение 56px, а затем в течение 120px нужно прижать к земле ногу h_sync. Затем снова поднять и 64 пикселя потупить. Все линия отрисована. Переходим к следующей и так пока не будет отрисовано 600 строк. Начиная с 600 тупим 37 строк, затем 6 строк v_sync и потом еще 23 тупежа. Все кадр отрисован. Естественно если вы выберете другое разрешение, то все цифры у вас будут другими, но общая суть не поменяется.

Схема подключения простая: сигналы RGB, т.е. 1, 2, 3 пин подключаем через резистор 270 Ом, при логическом уровне 3.3В. Пины 5, 6, 7, 8, 10 на землю 13 — hsync, 14 — vsync, т.е. от CPLD понадобится 5 ножек.

Мне не хотелось заморачиваться, поэтому для теста отрисовываем 200 строк красного, 200 зеленого и 200 синего. Если придумаете, что то лучше, то милости просим)

module vga_tst(clk, v_sync, h_sync, vga_r, vga_g, vga_b);
 
input clk;
 
reg [11:0]h_cnt;
output reg h_sync;
 
reg [10:0]v_cnt;
output reg v_sync;
 
reg h_en;
reg v_en;
 
output reg vga_r;
output reg vga_g;
output reg vga_b;
 
//блок синхронизации
always @ (posedge clk) begin
 
    if ((h_cnt > 855) && (h_cnt < 976))
        h_sync <= 0;
    else
        h_sync <= 1;
 
    if ((v_cnt > 637) && (v_cnt < 643))
        v_sync <= 0;
    else 
        v_sync <= 1;
 
end
 
//Увеличение счетчиков по горизонтали и вертикали 
always @ (posedge clk) begin
    if(h_cnt > 1039) begin
        h_cnt <= 0;  
        if(v_cnt > 665) 
	    v_cnt <= 0;
	else
	    v_cnt <= v_cnt + 1'b1;
    end
    else
        h_cnt <= h_cnt + 1'b1;
end
 
//Разрешаем/запрещаем отрисовку вне видимой зоны 
always @ (posedge clk) begin	
    if(v_cnt < 599)
        v_en <= 1'b1;
    else
        v_en <= 1'b0;
    if(h_cnt < 799)
        h_en <= 1'b1;
    else
        h_en <= 1'b0;
end
 
//отрисовка линий
always @ (posedge clk) begin			
    if((v_en == 1) && (h_en == 1))  begin
        if(v_cnt < 200)       // красная
	    vga_r <= 1;
        else
            vga_r <= 0;			  
        if(v_cnt > 200 && v_cnt < 400)
	    vga_g <= 1;        // зеленая
        else
            vga_g <= 0;		      
        if(v_cnt > 400 && v_cnt < 600)
	    vga_b <= 1;        // синяя
        else
            vga_b <= 0;		
    else  begin
        vga_r <= 0;
	vga_g <= 0;
        vga_b <= 0;
    end
end
 
 
endmodule