[发明专利]一种基于FPAG的图形生成器及其工作方法

说明书

技术领域

本发明涉及图形生成技术领域，更具体地说，是涉及到一种基于FPGA（ Field－Programmable Gate Array 现场可编程门阵列）的图形生成器及其工作方法。

背景技术

在机载电子综合显示系统中，向飞行员传递的飞机参数越来越依赖于图形显示,因为图形显示能提供给飞行员综合信息，有利于飞行员迅速定性掌握事态全貌，尤其对战斗机飞行员来说有特殊的重要意义。而作为图形显示核心的图形生成器的好坏，则直接关系到图形显示系统的性能。

现有的图形产生方法中，主要有两种形式：一种图形产生方法是用纯硬件产生，字符图形都用直线线段拟合产生，其优点是作图速度快，但字符图形不光滑，且无亮度补偿，所以整个画面显得非常粗糙。另一种是用专用图形处理器或计算机产生图形，优点是图形显示美观，以用软件补偿消除毛刺，但作图速度慢，实时性差。因此，需要一种高效的图形产生方法，既要做到图形显示清晰美观稳定又要实时性强、无延时、无跳变。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于FPAG的图形生成器及其工作方法，既可以做到图形显示清晰美观稳定又可以实时性强、无延时、无跳变。

通过一片FPGA，在外部大容量FLASH存储器，和多个快速存储器的协助下，利用内部硬件逻辑编程和内部软核处理器软件编程，自产生图形，并可接受外部控制信号，更改图形显示内容和方式如翻转，滚动等；显示内容可以通过一定信号转换，经LVDS或DVI或VGA输入到外部液晶屏或普通显示器装置；通过增加外部存储器容量数量可以支持更高显示分辨率，通过外部下载端口可以更新图库FLASH芯片中内容及指令FLASH中内容，从而可以灵活更新显示显示画面内容和显示方式。

具体技术方案如下：

一种基于FPAG的图形生成器，包括1块FPGA芯片，外部存储SRAM，FLASH存储器和外发送芯片，其中，所述FPGA芯片分别控制连接所述8个外部存储SRAM，2块FLASH存储器和外发送芯片，用于控制和进行数据处理；所述FLASH存储器为2块，为图库FLASH和指令FLASH芯片，分别用于存储指令和图库；所述外部存储SRAM为多个，用于图形加速显示操作；所述外发送芯片用于把FPAG 输出的数据进行格式转换。

进一步地，所述FPGA芯片具有内部硬件逻辑编程和内部软核处理器软件编程，用于自产生图形，和/或，接受外部控制信号，更改图形显示内容和方式。

进一步地，所述FPGA芯片包括图库调用及指令调用模块，Microblaze 软核处理器，底层逻辑处理模块，图形加速模块和信号格式转换模块。

进一步地，所述外发送芯片为多个外部接口芯片，所述外部存储SRAM为8个或更多，以支持更高显示分辨率。

进一步地，所述外发送芯片将转换后的数据可用于在外部显示媒介液晶显示屏或普通显示器上显示。

进一步地，所述外发送芯片包括LVDS 接口和/或标准VGA/DVI接口，其用于将显示内容通过信号转换，输入到外部液晶屏或普通显示器装置上。

进一步地，FPGA芯片还包括外部下载端口，其用于连接外部设备，更新图库FLASH芯片中内容及指令FLASH中内容。

进一步地，所述FPGA芯片采用Xilinx公司Spartant3 系列芯片。

进一步地，FPGA芯片还包括外部数据输入接口。

上述基于FPAG的图形生成器的工作方法，采用如下步骤：

（1）图形生成器上电；

（2）FPGA内部的Microblaze软核处理器把外部指令FLASH中的指令数据，导入到FPGA内部RAM中；

（3）指令开始运行；

（4）根据外部输入的控制信号或FPGA内部设定好的的控制信号，调用外部图库FLASH的中的内容，交与底层逻辑处理模块处理；

（5）底层逻辑处理模块接收到Microblaze软核处理器送来的图片数据后，在外部8片SRAM的配合下，对数据循环乒乓操作，进行图形加速操作，并生成相应的时序信号；

（6）经过加速的图片数据在生成的时序配合下，经过一定的数据信号格式的转换，通过外部LVDS接口芯片发送给液晶显示屏，或者通过VGA接口芯片或者DVI芯片发送给外部普通显示器。