計算機顯示卡上的VGA的特征接頭和窗口控制器相連，提供VGA的特征信號(包括垂直同步、水平同步的時鐘及數(shù)據(jù)等)。計算機顯示接頭和模擬混合器連接，實現(xiàn)視頻信號與計算機信號的疊加。窗口控制器的工作是由窗口控制器內(nèi)的50個控制寄存器的內(nèi)容，提供這些寄存器的主要三大類任務(wù)：計算機接口控制，視頻捕獲控制，顯示窗控制等。
　　窗口控制器捕獲的數(shù)字信號經(jīng)存儲器存儲后讀出，該組存儲器采用VRAM(雙端口視頻存儲器)可以同時在兩個口上分別做讀寫操作，互不影響。存儲器讀出的信號經(jīng)D/A電路轉(zhuǎn)換后輸入給模擬混合電路和計算機VGA信號疊加。
2 電子內(nèi)窺鏡控制系統(tǒng)
　　我們在認真研究了PC視頻系統(tǒng)的原理和功能后，采用FPGA實現(xiàn)了電子內(nèi)窺鏡的控制系統(tǒng)，其基本性能與PC視頻系統(tǒng)有相似之處，現(xiàn)介紹如下。
2.1 電子內(nèi)窺鏡控制系統(tǒng)原理
　　電子內(nèi)窺鏡控制系統(tǒng)如圖2所示。

　　該系統(tǒng)由面陣CCD光電傳感器、A/D轉(zhuǎn)換、FIFO(先進先出緩存)、VRAM(視頻雙端口存儲器)存儲器組、視頻D/A轉(zhuǎn)換、彩色編碼、時鐘及窗口控制器組成。
　　該系統(tǒng)工作原理如下：CCD輸出信號經(jīng)A/D量化為數(shù)字信號后，經(jīng)FIFO(先入先出緩存)緩存，輸入到窗口控制器中，窗口控制器根據(jù)輸入的信號經(jīng)過處理后，依次存儲到VRAM組成的R、G、B三頁存儲器中。存儲器中的視頻信號同時輸出經(jīng)三路D/A轉(zhuǎn)換后，經(jīng)編碼器實現(xiàn)PAL制彩色視頻信號。
　　系統(tǒng)時鐘部分提供給系統(tǒng)形成PAL制信號所需的點象素時鐘、所有同步信號(包括垂直同步、水平同步、提供給彩色編碼電路的色同步信號及消隱信號)，以及提供給FPGA穩(wěn)定可靠的全局時鐘。
　　窗口控制器主要實現(xiàn)以下功能：顯示窗口形狀控制、顯示窗口活動/凍結(jié)轉(zhuǎn)換，VRAM寫入、讀出、刷新控制信號發(fā)生，提供A/D轉(zhuǎn)換、D/A轉(zhuǎn)換時鐘，提供CCD正常工作的驅(qū)動時鐘及實現(xiàn)與計算機的通信等。窗口控制器所有的功能都是由FPGA實現(xiàn)的。
2.2 窗口控制器的FPGA實現(xiàn)
　　窗口控制器是由FPGA實現(xiàn)的，而且在FPGA內(nèi)部是以模塊化設(shè)計的，其結(jié)構(gòu)見圖3。

　　外部輸入給FPGA的主要有主時鐘、行同步信號、場同步信號、大小畫面切換、系統(tǒng)復(fù)位信號等。主時鐘和行、場同步信號由外部時鐘發(fā)生電路經(jīng)鎖相產(chǎn)生的，大小畫面切換和系統(tǒng)復(fù)位信號是由外部開關(guān)給定。FPGA內(nèi)部為主控信號發(fā)生、接口、VRAM信號切換、VRAM地址發(fā)生、FIFO信號切換及VRAM開機復(fù)位電路等幾個模塊構(gòu)成，每個模塊完成自己的一部分功能。
　　主控信號發(fā)生產(chǎn)生所有的控制信號，包括CCD驅(qū)動、A/D及D/A時鐘、VRAM控制信號、FIFO控制信號及計算機接口信號。
　　由于VRAM開機后存儲單元的內(nèi)容不定，因此在開機之后先給VRAM存儲器復(fù)位，即開機后VRAM全清零。
　　由于VRAM存儲器是由三組存儲器組成的，分別用于存儲紅、綠、藍三種分時得到的圖像分量，因此VRAM控制信號必須經(jīng)過切換分時輸入不同的存儲器。
　　系統(tǒng)采用了大小兩個FIFO，因此FIFO控制信號也經(jīng)過切換。
　　接口部分完成與計算機的輸入、輸出通信，接收計算機的請求信號，給出應(yīng)答信號。
　　圖4是主控信號發(fā)生的FPGA模塊圖。

　　目前系統(tǒng)已能正常工作，圖5和圖6是從邏輯分析儀截取的最終調(diào)試結(jié)果。圖5是CCD驅(qū)動控制信號。在控制VRAM時，為了檢測VRAM控制是否正確，在FPGA內(nèi)部做的彩條測試信號，圖6是彩條的波形輸出。

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