基于FPGA的ARM图像扩展显示

摘 要： ARM处理器在消费电子及仪器设备等领域得到了广泛的应用，但是在很多情况下ARM系统的图像分辨率支持偏低,通过使用FPGA实现图像缩放器的功能来解决这个问题。采用双线性插值算法将VGA格式的ARM9图像信号的转换为XGA格式图像信号，完成对分辨率的扩展。仿真验证证明，扩展后的图像在显示上取得了良好的效果。
关键词： ARM; FPGA; 图像缩放器; 双线性
中图分类号： TP931；TN911.73 文献标识码： A

ARM是目前全球最大的嵌入式芯片技术的IP提供商，其所拥有的IP已经成为众多芯片设计公司采纳的一种技术标准和开发平台。所以基于ARM 内核的SoC已经成为嵌入式处理器的开发重点，可通过ARM实现LCD控制器来完成对嵌入式LCD屏的控制。如果利用TFT屏支持显示，其图像分辨率存在局限性，因此通过搭建一个FPGA平台实现图像缩放器功能外接LCD显示器，完成ARM信号的扩展显示。同时FPGA也能完成对ARM平台产生的图像信号进行验证和仿真，以测试其功能和时序的正确性。XGA显示器因其显示量大，输出形式多样等特点已经成为目前大多数设计中的常用输出设备，因此本文针对ARM产生的VGA信号通过插值算法对其扩展为XGA标准信号。
1 VESA标准中的VGA与XGA时序
视频电子标准协会(VESA)是非盈利国际组织，主要制定个人电脑、工作站以及消费电子类产品在视频接口标准，因此本文所设计的VGA与XGA的时序均按照VESA标准设计。
显示器通常采用逐行扫描的方式，每一帧图像按顺序一行接着一行连续扫描而成，扫描的过程中由水平同步信号HSYNC和垂直同步信号VSYNC来控制扫描。行扫描和场扫描的时序图如图1所示，其行扫描和场扫描的时序要求