基于Zynq的VGA驱动

用ZYNQ做VGA显示确实有点大材小用，一般都是直接用VDMA、VTC等IP来驱动HDMI接口，输出图像视频。这里的VGA驱动仅用作练习。

VGA驱动电路

VGA驱动芯片用的是ADV7123，实际上是三路10bit的DAC。

VGA驱动

在写驱动之前需要确定具体的时序，可以通过这个网站查到，还可以参考知乎的这篇文章。
在PL的驱动中可以把一些具体的时序参数都提前准备好，然后把这个驱动封装成IP时，可以直接通过下拉菜单选择，就像下面这样。

实际的设计需求是，图像大小和实际的显示分辨率大小不一致，实际图像的分辨率小于等于屏幕的分辨率，而且屏幕的分辨率是实际图像分辨率的整数倍。一个简单的拉伸图像的方法就是对像素进行复制。比如我想将图像的长和宽都拉伸成原来的两倍，那么就只需要将单个像素在重复显示4次（行列各两次）即可。
具体实现采用行列两个方向的状态机进行控制，以下是行方向上的状态机：

以下是列方向上的状态机：

在代码中还实例化了一块BRAM，用作显存，因此只有在显存初始化完成后，状态机才能真正进入工作。
列方向的状态机就是单纯地按照时序进行切换。
行方向上的状态机，还控制了具体的工作模式。

正常模式下，就是按比例缩放图像，并显示图像。每次HREAD状态从BRAM中读一次数据，一次是32bit，每个像素8bit，所以一次读数据至少能够用于显示4个像素点。再加上有时候图像要放大，一次读的数据可能需要被重复显示。所以后面一个HWTSCL状态等待的时钟周期数可能会更多，这个取决于实际图像和显示分辨率的比例。
测试模式就是显示不同灰度级的条纹。

驱动中的模式控制位也是有处理器通过存储器读写特定的bit来实现的。我的做法是，在存储图像数据之后存放模式控制位。比如一幅图像是640×512个字节，在BRAM中的寻址空间就是0~640×512-1，而模式控制位就是地址为640×512处的第0位。处理器只要修改这一位就可以改变它的工作模式。

软件部分

软件部分比较简单，就是往显存对应的那块地址写事先准备好的图像数据，然后开启GPIO中断。用户在按下按键后可以切换工作模式。

int main(){
    int* p;
    p = (int*)0x60000000;
    for(int i = 0; i<C_MAX_DW_ADDR; i++) {
        Xil_Out32((UINTPTR)(p+i), data[i]);
    }

    GpioInit(&Intc, &Gpio, GPIO_DEVICE_ID, GPIO_INTERRUPT_ID);

    while(1);
}