VGA(video graphics array)即視頻圖形陣列，是IBM在1987年隨PS/2機(jī)一起推出的一種視頻傳輸標(biāo)準(zhǔn)，具有分辨率高、顯示速度快、顏色豐富等優(yōu)點(diǎn)，在彩色顯示器領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。
    CRT顯示器原理
    CRT(cathode ray tube)陰極射線管，其基本結(jié)構(gòu)包括顯像管、控制電路、外殼三部分。其中顯像管是關(guān)鍵部件，主要由后端的電子槍、中部的偏轉(zhuǎn)線圈、前端的熒光屏構(gòu)成。工作時(shí)通過(guò)電子槍，將從陰極發(fā)射出大量電子，經(jīng)過(guò)強(qiáng)度控制，聚集和加速，使其形成電子流，再經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)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(fā)亮。
    CRT顯示器因?yàn)樵O(shè)計(jì)制造上的原因，只能接受模擬信號(hào)輸入，這就需要顯卡能輸出模擬信號(hào)。VGA接口就是顯卡上輸出模擬信號(hào)的接口，VGA（Video Graphics Array）接口，也叫D-Sub接口。
    VGA控制器設(shè)計(jì)
    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(gè)。 其中，除了2根NC（Not Connect)信號(hào)、3根顯示數(shù)據(jù)總線和5個(gè)GND信號(hào)，比較重要的是3根RGB彩色分量信號(hào)和2根掃描同步信號(hào)HSYNC和VSYNC針。VGA接口中彩色分量采用RS343電平標(biāo)準(zhǔn)。RS343電平標(biāo)準(zhǔn)的峰值電壓為1V。
    VGA接線圖
    大多數(shù)計(jì)算機(jī)與外部顯示設(shè)備之間都是通過(guò)模擬VGA接口連接，計(jì)算機(jī)內(nèi)部以數(shù)字方式生成的顯示圖像信息，被顯卡中的數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)變?yōu)镽、G、B三原色信號(hào)和行、場(chǎng)同步信號(hào)，信號(hào)通過(guò)電纜傳輸?shù)斤@示設(shè)備中。對(duì)于模擬顯示設(shè)備，如模擬CRT顯示器，信號(hào)被直接送到相應(yīng)的處理電路，驅(qū)動(dòng)控制顯像管生成圖像。而對(duì)于LCD、DLP等數(shù)字顯示設(shè)備，顯示設(shè)備中需配置相應(yīng)的A/D（模擬/數(shù)字）轉(zhuǎn)換器，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)。在經(jīng)過(guò)D/A和A/D兩次轉(zhuǎn)換后，不可避免地造成了一些圖像細(xì)節(jié)的損失。VGA接口應(yīng)用于CRT顯示器無(wú)可厚非，但用于連接液晶之類的顯示設(shè)備，則轉(zhuǎn)換過(guò)程的圖像損失會(huì)使顯示效果略微下降。
    現(xiàn)在應(yīng)該很少會(huì)看到專門使用VGA驅(qū)動(dòng)芯片的了。使用電阻網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)能獲得不錯(cuò)的顯示效果。FPGA需要處理的信號(hào)有行同步信號(hào)HSYNC和場(chǎng)同步信號(hào)VSYNC，以及R、G、B三組顏色控制信號(hào)。在驅(qū)動(dòng)VGA之前，我們首先要確定自己的顯示參數(shù)，分辨率及刷新率，顯示方式其時(shí)序參數(shù)如下所示：
    由于VGA需要一個(gè)時(shí)鐘來(lái)管理掃描的速度，因此這個(gè)時(shí)鐘大小就應(yīng)當(dāng)為掃面面積*刷新率，如上例中的的顯示方式需要的VGA時(shí)鐘大小為800*525*60=25.2MHz（掃描時(shí)不僅包括顯示區(qū)域，還有同步脈沖、顯示前沿和顯示后沿，因此整個(gè)區(qū)域要大于分辨率）。VGA時(shí)鐘可以用PLL或分頻等方法產(chǎn)生，通常要求不會(huì)太嚴(yán)苛，上例取整為25MHz即可。