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該項目將大家一起使用Basys3板創(chuàng)建一個簡單的示波器，花費時間約4小時。

Digilent Basys 3

軟件應用程序和在線服務

Xilinx Vivado 設計套件

Xilinx Vitis 統(tǒng)一軟件平臺

項目介紹

Digilent Basys3 板是一款功能強大的板，可用于開始開發(fā) FPGA 項目。它為用戶提供了一個 Artix 35T 設備、USB-UART、四個 Pmod——包括一個為 XADC 配置的 Pmod、12 位 VGA 和開關、LED 和七段顯示器。

該項目旨在演示 Basys3 板的功能，為此我們將創(chuàng)建一個簡單的示波器，它可以使用 XDAC Pmod 輸入通道和 VGA 顯示器來顯示波形。

為此，我們將使用 MicroBlaze 控制器來運行應用程序并控制 XADC 的測量，并確定在 VGA 屏幕上繪制數據的位置。

VGA 顯示器將是 640 x 480，12 位 RGB 在軟件內存中渲染需要 3、686、400 位。這超過了 FPGA 中可用的 1、800、000 位 BRAM。處理器也無法以能夠達到所需幀速率所需的速度運行。

我們將通過使用處理器來確定數據點圖來解決這個問題，同時邏輯渲染幀以實時顯示。為此，我們將使用我們首先創(chuàng)建的高級綜合核心。

高級綜合核心
開始時要重新創(chuàng)建一個 HLS 核心，它可以在 VGA 顯示器中繪制多達 10 個樣本（當然，您可以稍后更改）。HLS 內核將生成一個 640 像素 x 480 行的 AXI 流。為了更新每一幀的顯示，將有定義樣本數據位置的 sample_x / _y 寄存器、定義數據點大小的寄存器和定義數據點顏色的最終寄存器。

創(chuàng)建 HLS 流需要使用 ap_fixed.h 和 hls_video.h 庫進行簡單定義。

我們將有一個 32 位像素，其中包括每個 RGB 的 8 位，還有一個用于混合的 8 位 alpha 通道。

hud.h 文件包括以下幾行

#include "hls_video.h"
#include
#include "string.h"
#define WIDTH 32 //32 as alpha channel
typedef ap_uint<8> pixel_type;
typedef hls::stream > axis;
typedef ap_axiu video_stream;
void hud_gen(axis& op,
int row,
int column,
int plot_x_1,
int plot_y_1,
int plot_x_2,
int plot_y_2,
int plot_x_3,
int plot_y_3,
int plot_x_4,
int plot_y_4,
int plot_x_5,
int plot_y_5,
int plot_x_6,
int plot_y_6,
int plot_x_7,
int plot_y_7,
int plot_x_8,
int plot_y_8,
int plot_x_9,
int plot_y_9,
int plot_x_10,
int plot_y_10,
int plot_x_11,
int plot_y_11,
int plot_x_12,
int plot_y_12,
int plot_x_13,
int plot_y_13,
int plot_x_14,
int plot_y_14,
int plot_x_15,
int plot_y_15,
int plot_x_16,
int plot_y_16,
int plot_x_17,
int plot_y_17,
int plot_x_18,
int plot_y_18,
int plot_x_19,
int plot_y_19,
int plot_x_20,
int plot_y_20,

int plot_size,
uint32_t plot_colour ) ;

雖然代碼的主體看起來像

#include "hud.h"
//#include "char.h"

void hud_gen(axis& op,
int row,
int column,
int plot_x_1,
int plot_y_1,
int plot_x_2,
int plot_y_2,
int plot_x_3,
int plot_y_3,
int plot_x_4,
int plot_y_4,
int plot_x_5,
int plot_y_5,
int plot_x_6,
int plot_y_6,
int plot_x_7,
int plot_y_7,
int plot_x_8,
int plot_y_8,
int plot_x_9,
int plot_y_9,
int plot_x_10,
int plot_y_10,
int plot_x_11,
int plot_y_11,
int plot_x_12,
int plot_y_12,
int plot_x_13,
int plot_y_13,
int plot_x_14,
int plot_y_14,
int plot_x_15,
int plot_y_15,
int plot_x_16,
int plot_y_16,
int plot_x_17,
int plot_y_17,
int plot_x_18,
int plot_y_18,
int plot_x_19,
int plot_y_19,
int plot_x_20,
int plot_y_20,
int plot_size,
uint32_t plot_colour ) {

#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=return
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_y_1
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_x_1
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_y_2
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_x_2
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_y_3
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_x_3
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_y_4
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_x_4
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_y_5
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_x_5
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_y_6
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_x_6
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_y_7
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_x_7
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_y_8
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_x_8
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_y_9
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_x_9
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_y_10
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_x_10
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_y_11
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_x_11
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_y_12
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_x_12
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_y_13
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_x_13
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_y_14
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_x_14
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_y_15
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_x_15
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_y_16
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_x_16
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_y_17
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_x_17
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_y_18
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_x_18
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_y_19
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_x_19
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_y_20
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_x_20
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=column
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=row
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_size
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=plot_colour
#pragma HLS INTERFACE axis register both port=op
int i = 0;
int y = 0;
int x = 0;
//int bar_pos_x = 10;
//int bar_width = 30;
video_stream hud_int;
row_loop:for (y =0; y column_loop:for (x =0; x < ?column; x++) {
if (y == 0 && x == 0 ){
hud_int.user = 1;
}
else{
if (x == (column-1) ){
hud_int.last = 1;
}
else{
hud_int.last = 0;
hud_int.user = 0;
if ((( x >= (plot_x_1 - plot_size)) & (x <= plot_x_1 + plot_size)) & ?(( y >= (plot_y_1 - plot_size)) & (y <= plot_y_1 + plot_size))){
hud_int.data = 0x7f0000ff;//0x7f0000ff; //should be green and high alpha
}
else if ((( x >= (plot_x_2 - plot_size)) & (x <= plot_x_2 + plot_size)) & ?(( y >= (plot_y_2 - plot_size)) & (y <= plot_y_2 + plot_size))){
hud_int.data = 0x7f0000ff;//0x7f0000ff; //should be green and high alpha
}
else if ((( x >= (plot_x_3 - plot_size)) & (x <= plot_x_3 + plot_size)) & ?(( y >= (plot_y_3 - plot_size)) & (y <= plot_y_3 + plot_size))){
hud_int.data = 0x7f0000ff;//0x7f0000ff; //should be green and high alpha
}
else if ((( x >= (plot_x_4 - plot_size)) & (x <= plot_x_4 + plot_size)) & ?(( y >= (plot_y_4 - plot_size)) & (y <= plot_y_4 + plot_size))){
hud_int.data = 0x7f0000ff;//0x7f0000ff; //should be green and high alpha
}
else if ((( x >= (plot_x_5 - plot_size)) & (x <= plot_x_5 + plot_size)) & ?(( y >= (plot_y_5 - plot_size)) & (y <= plot_y_5 + plot_size))){
hud_int.data = 0x7f0000ff;//0x7f0000ff; //should be green and high alpha
}
else if ((( x >= (plot_x_6 - plot_size)) & (x <= plot_x_6 + plot_size)) & ?(( y >= (plot_y_6 - plot_size)) & (y <= plot_y_6 + plot_size))){
hud_int.data = 0x7f0000ff;//0x7f0000ff; //should be green and high alpha
}
else if ((( x >= (plot_x_7 - plot_size)) & (x <= plot_x_7 + plot_size)) & ?(( y >= (plot_y_7 - plot_size)) & (y <= plot_y_7 + plot_size))){
hud_int.data = 0x7f0000ff;//0x7f0000ff; //should be green and high alpha
}
else if ((( x >= (plot_x_8 - plot_size)) & (x <= plot_x_8 + plot_size)) & ?(( y >= (plot_y_8 - plot_size)) & (y <= plot_y_8 + plot_size))){
hud_int.data = 0x7f0000ff;//0x7f0000ff; //should be green and high alpha
}
else if ((( x >= (plot_x_9 - plot_size)) & (x <= plot_x_9 + plot_size)) & ?(( y >= (plot_y_9 - plot_size)) & (y <= plot_y_9 + plot_size))){
hud_int.data = 0x7f0000ff;//0x7f0000ff; //should be green and high alpha
}
else if ((( x >= (plot_x_10 - plot_size)) & (x <= plot_x_10 + plot_size)) & ?(( y >= (plot_y_10 - plot_size)) & (y <= plot_y_10 + plot_size))){
hud_int.data = 0x7f0000ff;//0x7f0000ff; //should be green and high alpha
}
else if ((( x >= (plot_x_11 - plot_size)) & (x <= plot_x_11 + plot_size)) & ?(( y >= (plot_y_11 - plot_size)) & (y <= plot_y_11 + plot_size))){
hud_int.data = 0x7f0000ff;//0x7f0000ff; //should be green and high alpha
}
else if ((( x >= (plot_x_12 - plot_size)) & (x <= plot_x_12 + plot_size)) & ?(( y >= (plot_y_12 - plot_size)) & (y <= plot_y_12 + plot_size))){
hud_int.data = 0x7f0000ff;//0x7f0000ff; //should be green and high alpha
}
else if ((( x >= (plot_x_13 - plot_size)) & (x <= plot_x_13 + plot_size)) & ?(( y >= (plot_y_13 - plot_size)) & (y <= plot_y_13 + plot_size))){
hud_int.data = 0x7f0000ff;//0x7f0000ff; //should be green and high alpha
}
else if ((( x >= (plot_x_14 - plot_size)) & (x <= plot_x_14 + plot_size)) & ?(( y >= (plot_y_14 - plot_size)) & (y <= plot_y_14 + plot_size))){
hud_int.data = 0x7f0000ff;//0x7f0000ff; //should be green and high alpha
}
else if ((( x >= (plot_x_15 - plot_size)) & (x <= plot_x_15 + plot_size)) & ?(( y >= (plot_y_15 - plot_size)) & (y <= plot_y_15 + plot_size))){
hud_int.data = 0x7f0000ff;//0x7f0000ff; //should be green and high alpha
}
else if ((( x >= (plot_x_16 - plot_size)) & (x <= plot_x_16 + plot_size)) & ?(( y >= (plot_y_16 - plot_size)) & (y <= plot_y_16 + plot_size))){
hud_int.data = 0x7f0000ff;//0x7f0000ff; //should be green and high alpha
}
else if ((( x >= (plot_x_17 - plot_size)) & (x <= plot_x_17 + plot_size)) & ?(( y >= (plot_y_17 - plot_size)) & (y <= plot_y_17 + plot_size))){
hud_int.data = 0x7f0000ff;//0x7f0000ff; //should be green and high alpha
}
else if ((( x >= (plot_x_18 - plot_size)) & (x <= plot_x_18 + plot_size)) & ?(( y >= (plot_y_18 - plot_size)) & (y <= plot_y_18 + plot_size))){
hud_int.data = 0x7f0000ff;//0x7f0000ff; //should be green and high alpha
}
else if ((( x >= (plot_x_19 - plot_size)) & (x <= plot_x_19 + plot_size)) & ?(( y >= (plot_y_19 - plot_size)) & (y <= plot_y_19 + plot_size))){
hud_int.data = 0x7f0000ff;//0x7f0000ff; //should be green and high alpha
}
else if ((( x >= (plot_x_20 - plot_size)) & (x <= plot_x_20 + plot_size)) & ?(( y >= (plot_y_20 - plot_size)) & (y <= plot_y_20 + plot_size))){
hud_int.data = 0x7f0000ff;//0x7f0000ff; //should be green and high alpha
}
else{
if (( y >= 0 & y < 3 ) | ( y>= column-3 & y < column) | (x >= 0 & x < 3)){
hud_int.data = 0x7f0000ff;
} else {
hud_int.data = 0;
}
}
}
}
op.write(hud_int);
}
}
}

請注意我如何使用兩個循環(huán)在流中創(chuàng)建圖像的 X 和 Y 元素。在內部循環(huán)中，我們處理 TUser 和 TLast 信號上的幀開始和行尾邊帶信號。

下一步是使用 C 來模擬電路，以確保行為符合我們的要求

創(chuàng)建的測試臺可用于 C 和 Co 仿真

#include "hud.h"
#include
int main (int argc, char** argv) {
IplImage* src;
IplImage* dst;
axis dst_axi;
int y;
dst = cvCreateImage(cvSize(640,480),IPL_DEPTH_32S, 1);

//hud_gen( dst_axi, 480, 640, 240, 320, 5, 0x7f0000ff, 600, 30);

hud_gen( dst_axi,
480,
640,
0,
141,
32,
158,
64,
140,
96,
145,
128,
150,
160,
140,
192,
130,
224,
145,
256,
156,
288,
135,
320,
130,
352,
140,
384,
149,
416,
139,
448,
130,
480,
140,
512,
160,
544,
140,
576,
145,
608,
150,
5,
0x7f0000ff );

AXIvideo2IplImage(dst_axi, dst);
cvSaveImage("op.bmp", dst);
cvReleaseImage(&dst);
}

運行 C 模擬為我們提供了一個 BMP 圖像，它應該展示繪制的點

在此示例中，數據點是繪制的白點。

在性能滿意的情況下，下一步是綜合和封裝IP塊以用于新的Vivado項目。

在HLS綜合之后，預測的資源使用情況為

現在我們有了IP塊，我們將能夠將其添加到我們的項目中并開始Vivado設計。

Vivado設計

要開始使用Vivado設計，我們需要將以下IP添加到針對Basys3板創(chuàng)建的新項目中。

MicroBlaze-64KB數據和指令存儲器

AXILiteUART

視頻時序控制器-僅配置為生成

視頻測試模式生成器-最大行數和列數800、800

XADC-啟用Vaux6、7、14和15

時鐘向導-20MHz（MicroBlaze）、25.175MHz（像素時鐘）、50MHz（邏輯時鐘）

視頻混合器-最大行數和列數800、800

視頻軸到視頻輸出

之前在HLS中創(chuàng)建的HUDIP

GPIO連接到按鈕-光標的未來擴展

創(chuàng)建框圖時，利用塊自動化來配置MicroBlaze-添加內存、調試和休息結構。還利用連接自動化來連接AXI互連。

顯示界面視圖時，端圖將類似于下圖。

完整的設計如下

我會將完整的設計放在我的github上進行探索和修改。

圖像路徑將先前創(chuàng)建的HLSIP與TPG合并（允許設置背景顏色）。這些使用視頻混合器核心合并，該核心使用alpha混合合并兩個流。

生成的輸出流被轉換回并行視頻輸出格式Pixel、VSync、HSync等，為640、480顯示器定時。AXIStream到視頻的時序由視頻時序發(fā)生器控制。

在這種方法中，軟件應用程序可以使用TPG設置背景并使用HLSIP定義繪圖。

為了確保設計適用于所有VGA顯示器，我們需要確保RGB信號在消隱期間為0。

因此，我使用了一個與門邏輯IP塊，該IP塊由AXI流提供的視頻輸出啟用門控到視頻輸出塊。Basys3上的VGA輸出使用每個通道RGB的3個輸出。為了提供可重復使用的設計，我們使用了在設計中更常見的8位像素，以允許移植到不同的板上。

該項目使用的XDC如下

##7 segment display
set_property PACKAGE_PIN W7 [get_ports {seven_seg[0]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {seven_seg[0]}]
set_property PACKAGE_PIN W6 [get_ports {seven_seg[1]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {seven_seg[1]}]
set_property PACKAGE_PIN U8 [get_ports {seven_seg[2]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {seven_seg[2]}]
set_property PACKAGE_PIN V8 [get_ports {seven_seg[3]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {seven_seg[3]}]
set_property PACKAGE_PIN U5 [get_ports {seven_seg[4]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {seven_seg[4]}]
set_property PACKAGE_PIN V5 [get_ports {seven_seg[5]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {seven_seg[5]}]
set_property PACKAGE_PIN U7 [get_ports {seven_seg[6]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {seven_seg[6]}]
#set_property PACKAGE_PIN V7 [get_ports dp]
#set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports dp]
set_property PACKAGE_PIN U2 [get_ports {seven_seg_led_an[0]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {seven_seg_led_an[0]}]
set_property PACKAGE_PIN U4 [get_ports {seven_seg_led_an[1]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {seven_seg_led_an[1]}]
set_property PACKAGE_PIN V4 [get_ports {seven_seg_led_an[2]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {seven_seg_led_an[2]}]
set_property PACKAGE_PIN W4 [get_ports {seven_seg_led_an[3]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {seven_seg_led_an[3]}]
set_property PACKAGE_PIN W5 [get_ports sys_clock]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports sys_clock]
#create_clock -add -name sys_clk_pin -period 10.00 -waveform {0 5} [get_ports clk]
##VGA Connector
set_property PACKAGE_PIN G19 [get_ports {vgaRed[0]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaRed[0]}]
set_property PACKAGE_PIN H19 [get_ports {vgaRed[1]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaRed[1]}]
set_property PACKAGE_PIN J19 [get_ports {vgaRed[2]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaRed[2]}]
set_property PACKAGE_PIN N19 [get_ports {vgaRed[3]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaRed[3]}]
set_property PACKAGE_PIN N18 [get_ports {vgaBlue[0]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaBlue[0]}]
set_property PACKAGE_PIN L18 [get_ports {vgaBlue[1]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaBlue[1]}]
set_property PACKAGE_PIN K18 [get_ports {vgaBlue[2]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaBlue[2]}]
set_property PACKAGE_PIN J18 [get_ports {vgaBlue[3]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaBlue[3]}]
set_property PACKAGE_PIN J17 [get_ports {vgaGreen[0]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaGreen[0]}]
set_property PACKAGE_PIN H17 [get_ports {vgaGreen[1]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaGreen[1]}]
set_property PACKAGE_PIN G17 [get_ports {vgaGreen[2]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaGreen[2]}]
set_property PACKAGE_PIN D17 [get_ports {vgaGreen[3]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {vgaGreen[3]}]
set_property PACKAGE_PIN P19 [get_ports Hsync]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports Hsync]
set_property PACKAGE_PIN R19 [get_ports Vsync]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports Vsync]
set_property DRIVE 8 [get_ports {vgaBlue[3]}]
set_property DRIVE 8 [get_ports {vgaBlue[2]}]
set_property DRIVE 8 [get_ports {vgaBlue[1]}]
set_property DRIVE 8 [get_ports {vgaBlue[0]}]
set_property DRIVE 8 [get_ports {vgaGreen[3]}]
set_property DRIVE 8 [get_ports {vgaGreen[2]}]
set_property DRIVE 8 [get_ports {vgaGreen[1]}]
set_property DRIVE 8 [get_ports {vgaGreen[0]}]
set_property DRIVE 8 [get_ports {vgaRed[3]}]
set_property DRIVE 8 [get_ports {vgaRed[2]}]
set_property DRIVE 8 [get_ports {vgaRed[1]}]
set_property DRIVE 8 [get_ports {vgaRed[0]}]
set_property DRIVE 8 [get_ports Hsync]
set_property DRIVE 8 [get_ports Vsync]
set_property C_CLK_INPUT_FREQ_HZ 300000000 [get_debug_cores dbg_hub]
set_property C_ENABLE_CLK_DIVIDER false [get_debug_cores dbg_hub]
set_property C_USER_SCAN_CHAIN 1 [get_debug_cores dbg_hub]
connect_debug_port dbg_hub/clk [get_nets clk]

完成后，可以構建應用程序并導出 XSA。

資源使用

軟件開發(fā)

軟件的開發(fā)很簡單，生成的 HLS IP 內核帶有用于 SW 開發(fā)的驅動程序。

軟件應用程序必須執(zhí)行以下操作

初始化 XADC

初始化 TPG

初始化混音器

初始化視頻時序控制器

初始化 HLS IP

設置混合器以混合兩個 640 x 480 流

設置 TPG 以輸出所需的背景顏色

為 640 x 480 時序設置視頻時序控制器

循環(huán)讀取 XADC 并更新

應用代碼如下

#include
#include
#include "platform.h"
#include "xil_printf.h"
#include "xparameters.h"
#include "xvtc.h"
#include "vga_modes.h"
#include "xv_tpg.h"
#include "xvidc.h"
#include "xv_mix.h"
#include "xhud_gen.h"
#include "xgpio.h"
XVtc VtcInst;
XVtc_Config *vtc_config ;
XV_tpg tpg;
XV_tpg_Config *tpg_config;
XGpio_Config *gpio_config;
XGpio gpio;
VideoMode video;
int main()
{
XVtc_Timing vtcTiming;
XVtc_SourceSelect SourceSelect;
XV_mix xv_mix;
XV_mix_Config *xv_config;
XHud_gen_Config *XV_Hud_cfg;
XHud_gen xv_hud;
init_platform();
print("Hello World\n\r");
print("Successfully ran Hello World application");
gpio_config = XGpio_LookupConfig(XPAR_GPIO_0_DEVICE_ID);
XGpio_CfgInitialize(&gpio,gpio_config, gpio_config->BaseAddress);
XGpio_SetDataDirection(&gpio,1,0xFFFFFFFF);
XGpio_SetDataDirection(&gpio,2,0x00000000);
vtc_config = XVtc_LookupConfig(XPAR_VTC_0_DEVICE_ID);
XVtc_CfgInitialize(&VtcInst, vtc_config, vtc_config->BaseAddress);

video = VMODE_640x480;
vtcTiming.HActiveVideo = video.width; /**< Horizontal Active Video Size */
vtcTiming.HFrontPorch = video.hps - video.width; /**< Horizontal Front Porch Size */
vtcTiming.HSyncWidth = video.hpe - video.hps; /**< Horizontal Sync Width */
vtcTiming.HBackPorch = video.hmax - video.hpe + 1; /**< Horizontal Back Porch Size */
vtcTiming.HSyncPolarity = video.hpol; /**< Horizontal Sync Polarity */
vtcTiming.VActiveVideo = video.height; /**< Vertical Active Video Size */
vtcTiming.V0FrontPorch = video.vps - video.height; /**< Vertical Front Porch Size */
vtcTiming.V0SyncWidth = video.vpe - video.vps; /**< Vertical Sync Width */
vtcTiming.V0BackPorch = video.vmax - video.vpe + 1;; /**< Horizontal Back Porch Size */
vtcTiming.V1FrontPorch = video.vps - video.height; /**< Vertical Front Porch Size */
vtcTiming.V1SyncWidth = video.vpe - video.vps; /**< Vertical Sync Width */
vtcTiming.V1BackPorch = video.vmax - video.vpe + 1;; /**< Horizontal Back Porch Size */
vtcTiming.VSyncPolarity = video.vpol; /**< Vertical Sync Polarity */
vtcTiming.Interlaced = 0;
memset((void *)&SourceSelect, 0, sizeof(SourceSelect));
SourceSelect.VBlankPolSrc = 1;
SourceSelect.VSyncPolSrc = 1;
SourceSelect.HBlankPolSrc = 1;
SourceSelect.HSyncPolSrc = 1;
SourceSelect.ActiveVideoPolSrc = 1;
SourceSelect.ActiveChromaPolSrc= 1;
SourceSelect.VChromaSrc = 1;
SourceSelect.VActiveSrc = 1;
SourceSelect.VBackPorchSrc = 1;
SourceSelect.VSyncSrc = 1;
SourceSelect.VFrontPorchSrc = 1;
SourceSelect.VTotalSrc = 1;
SourceSelect.HActiveSrc = 1;
SourceSelect.HBackPorchSrc = 1;
SourceSelect.HSyncSrc = 1;
SourceSelect.HFrontPorchSrc = 1;
SourceSelect.HTotalSrc = 1;
XVtc_RegUpdateEnable(&VtcInst);
XVtc_SetGeneratorTiming(&VtcInst, &vtcTiming);
XVtc_SetSource(&VtcInst, &SourceSelect);
XVtc_EnableGenerator(&VtcInst);
xv_config = XV_mix_LookupConfig(XPAR_XV_MIX_0_DEVICE_ID);
XV_mix_CfgInitialize(&xv_mix,xv_config,xv_config->BaseAddress);
XV_mix_Set_HwReg_width(&xv_mix, (u32)640);
XV_mix_Set_HwReg_height(&xv_mix, (u32) 480);
XV_mix_Set_HwReg_layerEnable(&xv_mix,(u32)3);
XV_mix_Set_HwReg_layerStartX_0(&xv_mix,(u32)0);
XV_mix_Set_HwReg_layerStartY_0(&xv_mix,0);
XV_mix_Set_HwReg_layerWidth_0(&xv_mix,(u32)640);
XV_mix_Set_HwReg_layerHeight_0(&xv_mix,(u32)480);
XV_mix_Set_HwReg_layerAlpha_0(&xv_mix, 225);
XV_mix_Set_HwReg_layerStartX_1(&xv_mix,(u32)0);
XV_mix_Set_HwReg_layerStartY_1(&xv_mix,0);
XV_mix_Set_HwReg_layerWidth_1(&xv_mix,(u32)640);
XV_mix_Set_HwReg_layerHeight_1(&xv_mix,(u32)480);
XV_mix_Set_HwReg_layerAlpha_1(&xv_mix, 225);
XV_mix_EnableAutoRestart(&xv_mix);
XV_mix_Start(&xv_mix);
XV_Hud_cfg = XHud_gen_LookupConfig(XPAR_HUD_GEN_0_DEVICE_ID);
XHud_gen_CfgInitialize(&xv_hud,XV_Hud_cfg);
XHud_gen_Set_row(&xv_hud, (u32) 480);
XHud_gen_Set_column(&xv_hud, (u32) 640);
// XHud_gen_Set_ball_y(&xv_hud, (u32) (640/2));
// XHud_gen_Set_ball_x(&xv_hud, (u32) (280/2));
XHud_gen_Set_plot_size(&xv_hud, (u32) 5);
XHud_gen_Set_plot_colour(&xv_hud, (u32) 0x7fffffff);
XHud_gen_EnableAutoRestart(&xv_hud);
XHud_gen_Start(&xv_hud);
XVtc_Enable(&VtcInst);
u32 height,width,status;
tpg_config = XV_tpg_LookupConfig(XPAR_XV_TPG_0_DEVICE_ID);
XV_tpg_CfgInitialize(&tpg, tpg_config, tpg_config->BaseAddress);

status = XV_tpg_IsReady(&tpg);
printf("TPG Status %u \n\r", (unsigned int) status);
XV_tpg_Set_height(&tpg, (u32) video.height);
XV_tpg_Set_width(&tpg, (u32) video.width);
height = XV_tpg_Get_height(&tpg);
width = XV_tpg_Get_width(&tpg);
XV_tpg_Set_colorFormat(&tpg,XVIDC_CSF_RGB);
XV_tpg_Set_maskId(&tpg, 0x0);
XV_tpg_Set_motionSpeed(&tpg, 0x4);
printf("info from tpg %u %u \n\r", (unsigned int)height, (unsigned int)width);
XV_tpg_Set_bckgndId(&tpg,XTPG_BKGND_SOLID_BLUE);//XTPG_BKGND_COLOR_BARS); //);
status = XV_tpg_Get_bckgndId(&tpg);
printf("Status %x \n\r", (unsigned int) status);
XV_tpg_EnableAutoRestart(&tpg);
XV_tpg_Start(&tpg);
status = XV_tpg_IsIdle(&tpg);

printf("Status %u \n\r", (unsigned int) status);
XHud_gen_Set_plot_x_1(&xv_hud, 64);
XHud_gen_Set_plot_y_1(&xv_hud, 441);
XHud_gen_Set_plot_x_2(&xv_hud, 128);
XHud_gen_Set_plot_y_2(&xv_hud, 458);
XHud_gen_Set_plot_x_3(&xv_hud, 192);
XHud_gen_Set_plot_y_3(&xv_hud, 273);
XHud_gen_Set_plot_x_4(&xv_hud, 256);
XHud_gen_Set_plot_y_4(&xv_hud, 58);
XHud_gen_Set_plot_x_5(&xv_hud, 320);
XHud_gen_Set_plot_y_5(&xv_hud, 9);
XHud_gen_Set_plot_x_6(&xv_hud, 384);
XHud_gen_Set_plot_y_6(&xv_hud, 172);
XHud_gen_Set_plot_x_7(&xv_hud, 448);
XHud_gen_Set_plot_y_7(&xv_hud, 397);
XHud_gen_Set_plot_x_8(&xv_hud, 512);
XHud_gen_Set_plot_y_8(&xv_hud, 477);
XHud_gen_Set_plot_x_9(&xv_hud, 576);
XHud_gen_Set_plot_y_9(&xv_hud, 338);
XHud_gen_Set_plot_x_10(&xv_hud, 640);
XHud_gen_Set_plot_y_10(&xv_hud, 109);
cleanup_platform();
return 0;
}

當輸出時，這會提供一個漂亮的彩色顯示，作為 VGA 顯示的基本范圍。

另外，我們可以創(chuàng)建一個簡單的項目來展示如何在VGA輸出上繪制點。

未來的改進方向可能如下：

添加標簽和標記

添加光標以在屏幕上報告樣本值

點之間的線繪制

當然，我們需要注意所需的邏輯資源，因為這個項目對設備資源的要求很高。

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