FPGA（现场可编程门阵列）是一种可以通过编程来配置的数字逻辑芯片，它在视频采集和显示系统设计中扮演着重要角色。本文介绍了一种基于FPGA的视频采集显示系统的设计，该系统满足了将PAL制式的模拟视频转换为VGA（视频图形阵列）信号并实现液晶显示器无失真显示的需求。
文档强调了模拟视频信号与液晶显示器之间的转换对于视频显示技术的重要性。PAL制视频转换为VGA显示过程复杂，不仅涉及图像数据量大，对实时性要求高，还需控制逻辑复杂。为此，要求主控芯片必须具备灵活的硬件和软件编程支持，并具有强大的逻辑控制能力和高数据吞吐能力。FPGA因其可重构特性，在这些方面表现出色，使得系统开发和功能扩展变得更加简单方便。
在系统设计上，文档描述了系统由以下几个核心模块构成：视频数据解析模块、液晶显示控制模块、SDRAM缓冲模块和核心逻辑控制模块。时钟不一致的各个模块之间，通过自定义的双口RAM来实现数据通信和同步，从而确保视频输入和显示的流畅性。视频数据解析模块负责将模拟视频信号通过MAX9526解码芯片量化编码为8位ITU-R BT.656标准格式，并通过双缓冲RAM存储数据，同时输出行序号以协调各个模块之间的同步工作。
视频数据解析模块的功能包括将PAL制式视频信号转换为数字信号，以720×576的分辨率输出，并以27MHz的像素时钟运行。模块工作时钟由LLC数据输出时钟直接驱动以保证工作时序。视频数据流中包含SAV/EAV基准信号，用于区分奇偶场和标识每行数据的开始与结束。模块利用奇偶场标志来同步视频帧，将数据读写地址根据行序号交替，实现乒乓缓冲策略，确保数据的有效存储和快速读取。
液晶显示控制模块负责从双口RAM中读取视频数据，并输出行同步和列同步信号，驱动ADVT125编码芯片控制显示器输出。该模块时钟频率为70MHz，控制显示器的分辨率和刷新率，以实现高质量的显示效果。
此外，系统软件模块设计部分也做了详细描述。FPGA通过硬件描述语言编写控制逻辑，实现了PAL到VGA信号的转换。软件流程图展示了数据处理的逻辑顺序和关键步骤。
本文还强调了利用FPGA的内置RAM资源来实现特定功能的重要性。例如，在视频数据解析模块中，双口RAM用于8位写入到32位读出的缓冲处理。利用FPGA自带的M4K空间，开辟了四个连续的M4K RAM，实现了4个RAM段的乒乓交替读写，以此来处理大量的视频数据。
这份文档通过介绍基于FPGA的视频采集显示系统设计，展示了FPGA在处理复杂视频信号转换任务中的优势，包括高速数据处理能力、灵活的逻辑控制以及可重构特性带来的便捷开发和功能扩展。通过双口RAM的使用解决了时钟域的问题，并且利用FPGA的硬件描述语言编程，实现了PAL制视频到VGA格式的高质量转换和显示。
