现在许多SOC厂商的微处理器芯片都集成了LCD操控器，如三星公司的S3C2410.S3C2440，Intel的Xscale系列等。大多数嵌入式体系也选用盛行的LCD显现技能。但是在需求大屏幕显现、对分辨率要求不高的场合，如车间、厂房，选用大屏幕LCD则本钱过高。另一方面，VGA显现技能因为技能发展老练，本钱低价，仍在被很多运用，直到今日它仍是一切显现终端最为老练的规范接口。假如让嵌入式处理器直接支撑VGA显现器，则能很大地运用现有资源，节省体系本钱。
1 依据S3C2440的VGA显现技能剖析
经过剖析VGA显现技能的时序逻辑与S3C2440内部集成LCD操控器驱动TFT LCD的时序逻辑，找出它们的共同点，剖析在S3C2440上运用VGA显现接口的可行性。
1.1 VGA显现原理
VGA（Video Graphics Arrnay）是IBM公司提出的现在依然广泛运用于PC的显现接口。该接口具有分辨率高、显现速率快、色彩丰厚等长处，在五颜六色显现器范畴得到了广泛的运用。VGA接口在物理上表现为DB15的插座，其间VGA适配器端运用的是阴性DB15规范的接口。其引脚界说如表1所示。
表1 VGA适配器引脚界说
VGA接口运用模仿RGB通道，逐点、逐行扫描。其时序如图1所示。VGA接口信号为模仿信号，其要害信号有5个，别离是Horizontal Sync水平同步信号（也叫行同步信号），笔直同步信号Vertical Sync（也叫场同步信号），赤色模仿信号，绿色模仿信号和篮色模仿信号。电子枪从左至右，从上而下的进行扫描，每行完毕时，用行同步信号进行同步。扫描完一切的行后用场同步信号进行场同步。因电子枪偏转需求时刻，所以扫完反转中，要对电子枪进行消隐操控，在每行完毕后的反转进程中进行行消隐，在每场完毕后的反转进程中进行场消隐。消隐进程中不发送电子束。
图1 VGA的扫描时序
1. 2 TFT LCD显现屏扫描时序剖析
依据ARM920T内核的S3C2440芯片外围集成了LCD操控器，LCD操控器被用来向LCD传输图画数据，并供给必要的操控信号，比方VFRAME、VLINE、VCLK、VM等。除此之外，LCD操控器还包括一组操控寄存器：LCDCON1寄存器、LCDCON2寄存器、LCDCON3寄存器、LCDCON4寄存器、LCD CON5寄存器。这些寄存器的设置与显现屏信息、操控时序和数据传输格局等密切相关，在规划中需求依据显现设备的详细信息正确设置这些寄存器才干使S3C2440正常操控驱动不同的显现屏。
典垂的TFT液晶显现屏的扫描对序如图2所示。
图2 典型TFT LCD扫描时序
其间首要包括：
1）帧（笔直）同步（VSYNC）：用高电平（或低电平）表明扫描一帧的开始。
2）行（水平）同步（HSYNC）：用高电平（或低电平）表明扫描一行的开始。
3）时钟（VCLK）：经过上升沿（或下降沿）把数据写入液晶屏。
4）数据有用操控（VDEN）：表明是否敞开TFT输出。
5）数据信号（VD）：表明每个点的色彩，一般有16位、18位、24位等形式。
经过比照VGA接口的时序和TFT LCD液晶显现屏的扫描时序，能够看出它们很类似。这就为用LCD操控器驱动VGA显现屏供给了内涵的可能性。并且一旦完成了这种转接计划，由所以由硬件完成的两种接口的电气转化，不需求写任何驱动程序，是在嵌入式体系平台上扩展VGA接口的最便利的计划。比较两种接口的特性，要完成从TFT时序到VGA时序的转化，需求处理的向题有：
1）TFT液晶扫描同步信号和VGA同步信号的电平问题。
2）TFT液晶操控器的输出是RGB数字接口，而VGA的红绿蓝通道时模仿量，两者需求经过D/A转化。运用D/A要考虑转化精度、转化速度、转化通道数等问题。其间，为满意真五颜六色（24位）的要求，8位的转化精度就能够。依据VGA对帧频的要求，每个点的转化频率有必要大于27 MHz，一起，有必要至少有3个通道一起转化，以满意红绿蓝（RGB）3个通道的输出。
针对这种转化的D/A一般称为视频D/A，本规划选用ATI公司的视频D/A芯片ADV7120(＄6.8040)。
1.3 ADV7120(＄6.8040)简介
ADV7120(＄6.8040)是美国ADI公司出产的高速视频数模转化芯片，其像素扫描时钟频率有30、50、80 MHz 3个等级。ADV7120(＄6.8040)在单芯片上集成了3个独立的8位高速D/A转化器，能够别离处理红、绿、蓝视频数据，特别适用于高分辨率模仿接口的显现终端和要求高速D/A转化的运用体系。
ADV7120(＄6.8040)的输入及操控信号十分简略：3组8位的数字视频数据输入端，别离对应RGB视频数据，数据输入端选用规范TTL电平接口；4条视频操控信号线包括复合同步信号SYNC、消隐信号BLANK(＄3.4400)、白电平参阅信号REFWHITE和像索时钟信号CLOCK;外接一个1.23 V数模转化参阅电压源和1个输出满度调理。只要4条输出信号线：模仿RGB信号选用高阻电流源输出方法，能够直接驱动75 Ω同轴传输线；同步参阅电流输出信号Isync用来在绿视频模仿信号中编码视频同步信息。
2 VGA接口电路规划
如前所述，VGA接口的时序和LCD扫描式接口的时序是共同的，运用ADV7120(＄6.8040)组成的TFT液晶时序到VGA接口的转化模块结构框图如图3所示。
图3 VGA接口电路组成框图
依据ADV7120(＄6.8040)的数据手册，ADV7120(＄6.8040)对参阅电平的要求度很高，不能以电阻分压电路替代。本规划中选用了1.235 V电压基准芯片AD589(＄2.0760)来发生参阅电压。
3 VGA显现形式的挑选及S3C2440 LCD controller中相应操控寄存器的设置
开始VGA的显现包括几种形式，开始VGA的分辨率被界说为640×480，接着更高分辨率的SVGA、XVGA等规范在此基础上被提出，接口上都兼容VGA规范，所以，习惯上把一切这种接口都称为VGA接口。不同的显现形式对应的VGA时序中的时刻参数不同，选定一种显现形式后，就要装备LCD操控器，使其发生的时序参数契合VGA形式的要求，这样才干成功驱动VGA接口，不然VGA显现端会闪耀、含糊甚至不显现。
在这儿挑选分辨率为640×480、改写频率为60 Hz、16位五颜六色的VGA显现形式，并在此形式下完成对LCD操控器相关寄存器的装备。使LCD操控器输出的时序逻辑能契合该形式下VGA显现的要求。在该形式下VGA接口同步信号时序如图4所示。
图4 VGA接口同步信号时序
下面依据图4的VGA接口同步信号时序对首要的LCD操控器中的操控寄存器进行装备：
1）LCDCON1寄存器
CLKVAL：确认VCLK频率的参数。公式为VCLK-HCLK/［（CLKVAL+1）x2］。在本规划中S3C2440的HCLK=100 MHz，显现屏需求VCLK=20MHz，故需设置CLKVAL=1.
BPPMODE：确认BPP（每像素位散）。挑选BPPMODE=0xC，即挑选TFT 16位形式。
2）LCDCON2寄存器
VBPD：确认帧同步信号和帧数据传输前的时延，是帧数据传输前推迟时刻和行同步时钟距离宽度的比值，参照图4中的时刻数据可知，VBPD=t3/t6=1.02 ms/31.77 μs=32.
LINEVAL：确认显现的笔直方向巨细。公式：LINEVAL=YSIZE-1=479.
VFPD：确认帧数据传输完成后到下一帧同步信号到来的一段延时，是帧数据传输后推迟时刻和行同步时钟距离宽度的比值，参照图4中的时刻数据可知，VFPD=t5/t6=0.35 ms/31.77μs=11。
VSPW：确认帧同步时钟脉冲宽度，是帧同步信号时钟宽度和行同步时钟距离宽度的比值。如图4，VSPW=t2/t6=0.06 ms/31.77 μs=2。
3）LCDCON3寄存器
HBPD：确认行同步信号和行数据传输前的一段延时，描绘行数据传输前推迟时刻内VCLK脉冲个数，如图4，VBPD=t7xVCLK=1.89 μsx25 MHz=47。
HOZAL：确认显现的水平方向尺度。这儿HOZAL=XSIZE-1=639。
HFPD：确认行数据传输完成后到下一行同步信号到来的一段推迟时刻，描绘行数据传输后推迟时刻内VCLK脉冲个数，如图4，HFPD=t9xVC LK=0.94 μsx25 MHz=24。
4）LCDCON4寄存器
HSPW：确认行同步时钟脉冲宽度。描绘行同步脉冲宽度时刻内VCLK脉冲个数，如图4，HSPW=3.77 μsx25 MHz=94。
5）LCDCON5寄存器
BPP24BL：确认数据存储格局。此处设置BPP24BL=0x0，即挑选小端形式寄存。
FRM565：确认16位数据输出格局。设置FRM565=0x1，即挑选5:6：5的输出格局。
经过如上的方法规划VGA接口电路并相应的设置LCD操控器寄存器，完成了LCD数字输出与D/A转化的无缝衔接，不需求任何额定的驱动程序就能够将本来在LCD上输出的图画信息输出到VGA显现屏上。
4 测验与定论
本规划经过剖析VGA接口时序与S3C2440TFT LCD接口时序的相同点，证明了用S3C2440自带的LCD controler来驱动VGA显现器的可行性，时序的匹配是本规划成功最要害的当地，在满意接口时序要求的前提下，用高速三路8位视频D/A芯片将LCD接口的数字RGB信号转化成VGA接口所需求的模仿信号。试验证明，图画信息经过VGA转化电路，在显现屏上显现杰出，无显着颤动，满意一般的显现要求。因为主机选用ARM嵌入式微处理器，与传统X86主机比较，大大降低了整机体系的本钱。这种廉价、简略的显现计划能够广泛运用到各种对显现作用要求不高但要求大尺度屏幕的场合。
