VGA(video graphics array)即視頻圖形陣列，是IBM在1987年隨PS/2機一起推出的一種視頻傳輸標準，具有分辨率高、顯示速度快、顏色豐富等優點，在彩色顯示器領域得到了廣泛的應用。

CRT顯示器原理

CRT(cathode ray tube)陰極射線管，其基本結構包括顯像管、控制電路、外殼三部分。其中顯像管是關鍵部件，主要由后端的電子槍、中部的偏轉線圈、前端的熒光屏構成。工作時通過電子槍，將從陰極發射出大量電子，經過強度控制，聚集和加速，使其形成電子流，再經過偏轉線圈的控制，快速的轟擊顯示器的熒光屏，從而使熒光屏上的熒光粉發亮。

CRT顯示器因為設計制造上的原因，只能接受模擬信號輸入，這就需要顯卡能輸出模擬信號。VGA接口就是顯卡上輸出模擬信號的接口，VGA（Video Graphics Array）接口，也叫D-Sub接口。

VGA控制器設計

VGA接口是一種D型接口，上面共有15針孔，分成三排，每排五個。 其中，除了2根NC（Not Connect)信號、3根顯示數據總線和5個GND信號，比較重要的是3根RGB彩色分量信號和2根掃描同步信號HSYNC和VSYNC針。VGA接口中彩色分量采用RS343電平標準。RS343電平標準的峰值電壓為1V。

VGA接線圖

大多數計算機與外部顯示設備之間都是通過模擬VGA接口連接，計算機內部以數字方式生成的顯示圖像信息，被顯卡中的數字/模擬轉換器轉變為R、G、B三原色信號和行、場同步信號，信號通過電纜傳輸到顯示設備中。對于模擬顯示設備，如模擬CRT顯示器，信號被直接送到相應的處理電路，驅動控制顯像管生成圖像。而對于LCD、DLP等數字顯示設備，顯示設備中需配置相應的A/D（模擬/數字）轉換器，將模擬信號轉變為數字信號。在經過D/A和A/D兩次轉換后，不可避免地造成了一些圖像細節的損失。VGA接口應用于CRT顯示器無可厚非，但用于連接液晶之類的顯示設備，則轉換過程的圖像損失會使顯示效果略微下降。

現在應該很少會看到專門使用VGA驅動芯片的了。使用電阻網絡已經能獲得不錯的顯示效果。FPGA需要處理的信號有行同步信號HSYNC和場同步信號VSYNC，以及R、G、B三組顏色控制信號。在驅動VGA之前，我們首先要確定自己的顯示參數，分辨率及刷新率，比如800*600@60Hz的顯示方式其時序參數如下所示：

由于VGA需要一個時鐘來管理掃描的速度，因此這個時鐘大小就應當為掃面面積*刷新率，如上例中的640*480@60Hz的顯示方式需要的VGA時鐘大小為800*525*60=25.2MHz（掃描時不僅包括顯示區域，還有同步脈沖、顯示前沿和顯示后沿，因此整個區域要大于分辨率）。VGA時鐘可以用PLL或分頻等方法產生，通常要求不會太嚴苛，上例取整為25MHz即可。

文章來源：CSDN bleauchat

編輯：ymf