一种基于FPGA的图形生成器及图形生成方法技术

本发明专利技术公开了一种基于FPGA的图形生成器及图形生成方法，本发明专利技术提供的基于FPGA的图形生成器包括：FPGA、FLASH、SRAM、显示终端；所述FPGA读取外部指令FLASH中的控制指令，所述FPGA根据控制指令从图库FLASH中调取图形元素，所述FPGA还接收外部通信接口发送的数据命令以组合成所需图形；所述FPGA在外部SRAM存储器缓存配合下形成能显示的图形，并将所述图形输出到显示终端。通过本发明专利技术可以兼顾作图的质量和速度。

A graphics generator and graphics generation method based on FPGA

The invention discloses a graphical generator and a graphical generation method based on FPGA. The FPGA based graphical generator provided by the invention includes: FPGA, FLASH, SRAM, display terminal; the FPGA reads the control instructions in the external instruction FLASH, and the FPGA is based on the control instruction to remove the graphic elements from the library FLASH, and the FPGA is described as a FPGA element. The data commands sent by the external communication interface are also received to be combined into the required graphics; the FPGA forms the graphics that can be displayed in the external SRAM memory cache and outputs the graphics to the display terminal. The quality and speed of drawing can be taken into account in the invention.

【技术实现步骤摘要】
一种基于FPGA的图形生成器及图形生成方法
本专利技术涉及图形生成
，特别涉及一种基于FPGA(Field-ProgrammableGateArray)的图形生成器及图形生成方法。
技术介绍
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，使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、低延时、无跳变。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是现有的图形生成技术无法兼顾图形清晰与作图速度；为解决所述问题本专利技术提供一种基于FPGA的图形生成器及图形生成方法。本专利技术提供的基于FPGA的图形生成器包括：FPGA、FLASH、SRAM、显示终端；所述FPGA读取外部指令FLASH中的控制指令，所述FPGA根据控制指令从图库FLASH中调取图形元素，所述FPGA还接收外部通信接口发送的数据指令，并根据所述数据指令组合成所需图形；所述FPGA在外部SRAM存储器缓存配合下形成能显示的图形，并将所述图形输出到显示终端。进一步，所述FPGA包括底层绘图逻辑处理模块、软核处理器、图库调用及指令调用模块、图形加速模块、信号格式转化模块；所述软核处理器，其作为整个图形生成器的控制核心，其读取外部指令FLASH中的控制指令并执行后，读取外部图库FLASH的图形元素送入底层绘图逻辑处理模块；同时并接收经外部通信接口发送的需要显示的图形内容的命令，控制底层绘图逻辑处理模块组合成需要显示的图形。进一步，所述指令FLASH和图库FLASH与软核处理器之间连接有图库调用及指令调用模块，所述软核处理器可通过图库调用及指令调用模块读取指令FLASH和图库FLASH中的指令和图形元素。进一步，所述的FPGA还包括底层绘图逻辑处理模块，实现图形绘制，其受软核处理器控制对从图库FLASH读取的图形元素进行处理组合成图形。进一步，所述的FPGA还包括图形加速模块，其接收底层绘图逻辑处理模块送入的图形，在外部SRAM存储器缓存的配合下，对图形进行显示区域排序调整，加速显示，及生成适应不同分辨率要求的显示时序。进一步，所述的FPGA还包括信号格式转化模块，所述信号格式转化模块将图形加速模块处理后输出的图形转化为显示终端支持的图形格式。进一步，所述的FPGA还包括外部通信接口、外部FLASH烧写接口和FPGA下载接口；所述外部通信接口连接外部控制机与软核处理器，外部控制机向软核处理器发送需要显示的图形内容的命令；所述的外部FLASH烧写端口用于外部上位机向指令FLASH和图库FLASH更新烧写控制指令和图形元素；外部上位机通过FPGA下载端口对FPGA进行FPGA逻辑程序烧写。本专利技术所提供的基于FPGA的图形生成器的图形生成方法，包括：步骤一、软核处理器通过控制图库调用及指令调用模块从指令FLASH读取控制指令，所述软核处理器依据控制指令调取图库FLASH中图形元素，并送入底层绘图逻辑处理模块；步骤二、所述底层绘图逻辑处理模块根据软核处理器接收到的外部通信接口发送的数据指令对所述图形元素进行处理，组合成图形，送入图形加速模块；步骤三、所述图形加速模块，在外部SRAM存储器的缓存配合下，形成能显示的图形，并送入信号格式转化模块处理，以适应不同显示终端的显示。本专利技术的优点包括：本专利技术提供的基于FPGA的图形生成器采用FLASH存储图形元素，在形成图形时直接调用FLASH中的图形元素，提高了图形清晰度；采用SRAM作图形加速缓冲，加快了图形形成速度，所以兼顾了清晰度与速度。进一步，本专利技术提供的基于FPGA的图形生成器还包括底层绘图逻辑处理模块，底层绘图逻辑处理模块对图形元素进行连接、组合、翻转等操作，且留有外部FLASH烧写接口易于图形元素的更新，从而可以满足更为广泛的应用要求。附图说明图1是本专利技术提供的基于FPGA的图形生成器的结构示意图。具体实施方式由
技术介绍
可知，现有图形生成技术无法兼顾图形质量和形成速度，专利技术人针对上述问题进行研究，认为现有技术中作图质量低的原因是字符图形都用直线线段拟合产生，作图速度慢的原因是需要用软件补偿消除毛刺，比较耗时。专利技术人经过进一步研究，在本专利技术中提供了一种基于FPGA的图形生成器及图形生成方法。本专利技术中提供的基于FPGA的图形生成器包括：FPGA、FLASH、SRAM、显示终端；所述FPGA读取外部指令FLASH中的控制指令，所述FPGA根据控制指令从图库FLASH中调取图形元素，所述FPGA还接收外部通信接口发送的数据指令并组合成所需图形；所述FPGA在外部SRAM存储器缓存配合下形成能显示的图形，并将所述图形输出到显示终端。参考图1，本专利技术所提供的基于FPGA的图形生成器中的FPGA包括底层绘图逻辑处理模块01、软核处理器03、图库调用及指令调用模块02、图形加速模块05、信号格式转化模块04；所述软核处理器03通过控制图库调用及指令调用模块02从指令FLASH读取控制指令，所述软核处理器03依据控制指令调取图库FLASH中图形元素，并送入底层绘图逻辑处理模块01，所述底层绘图逻辑处理模块01根据软核处理器03接收到的外部通信接口发送的数据指令对所述图形元素进行处理，组合成图形，送入图形加速模块05，所述图形加速模块05，在外部SRAM存储器的缓存配合下，形成为能显示的图形，并送入信号格式转化模块04处理，以适应不同显示终端的显示。如图1所示，底层绘图逻辑处理模块01实现图形绘制，其受，软核处理器03控制对从图库FLASH读取的图形元素进行诸如连接、翻转、缩放之类的处理组合成图形，并输入图形加速模块。如图1所示，图形加速模块05，其接收底层绘图逻辑处理模块01送入的图形，在外部SRAM存储器缓存的配合下，对图形进行显示区域排序调整，加速显示，及生成适应不同分辨率要求的显示时序。如图1所示，软核处理器03，其作为整个图形生成器的控制核心，其读取外部指令FLASH中的控制指令并执行后，读取外部图库FLASH的图形元素送入底层绘图逻辑处理模块；同时并接收经外部通信接口发送的需要显示的图形内容的命令，控制底层绘图逻辑处理模块01组合成需要显示的图形。继续参考图1，所述指令FLASH和图库FLASH与软核处理器之间连接有图库调用及指令调用模块02，所述软核处理器可通过图库调用及指令调用模块读取指令FLASH和图库FLASH中的指令和图形元素，所述软核处理器也可连接外部FLASH烧写接口，通过图库调用及指令调用模块对指令FLASH和图库FLASH中的指令和图形元素内容更新烧写，本实施例中，采用两个FLASH，分别用于存储图形元素和控制指令。为解决FPGA形成的显示图形的格式兼容不同显示终端的问题，本专利技术的实施例中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于FPGA的图形生成器，其特征在于，包括：FPGA、FLASH、SRAM、显示终端；所述FPGA读取外部指令FLASH中的控制指令，所述FPGA根据控制指令从图库FLASH中调取图形元素，所述FPGA还接收外部通信接口发送的数据指令，并根据所述数据指令组合成所需图形；所述FPGA在外部SRAM存储器缓存配合下形成能显示的图形，并将所述图形输出到显示终端。

【技术特征摘要】
1.一种基于FPGA的图形生成器，其特征在于，包括：FPGA、FLASH、SRAM、显示终端；所述FPGA读取外部指令FLASH中的控制指令，所述FPGA根据控制指令从图库FLASH中调取图形元素，所述FPGA还接收外部通信接口发送的数据指令，并根据所述数据指令组合成所需图形；所述FPGA在外部SRAM存储器缓存配合下形成能显示的图形，并将所述图形输出到显示终端。2.依据权利要求1所述的一种基于FPGA的图形生成器，其特征在于，所述FPGA包括底层绘图逻辑处理模块、软核处理器、图库调用及指令调用模块、图形加速模块、信号格式转化模块；所述软核处理器，其作为整个图形生成器的控制核心，其读取外部指令FLASH中的控制指令并执行后，读取外部图库FLASH的图形元素送入底层绘图逻辑处理模块；同时接收经外部通信接口发送的需要显示的图形内容的命令，控制底层绘图逻辑处理模块组合成需要显示的图形。3.依据权利要求2所述的一种基于FPGA的图形生成器，其特征在于，所述指令FLASH和图库FLASH与软核处理器之间连接有图库调用及指令调用模块，所述软核处理器可通过图库调用及指令调用模块读取指令FLASH和图库FLASH中的指令和图形元素。4.依据权利要求2所述的一种基于FPGA的图形生成器，其特征在于，所述的FPGA还包括底层绘图逻辑处理模块，实现图形绘制，其受软核处理器控制对从图库FLASH读取的图形元素进行处理组合成图形。5.依据权利要求2所述的一种基于FPGA的图形生成器，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李旭，徐涵，康涛，汪立力，
申请(专利权)人：中航华东光电上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31