如何用FPGA逻辑来驱动VGA显示器
如果能够用fpga能够驱动显示器，就可以做不少与视频相关的实验，很多fpga开发板使用了比较简单的vga接口，连接非常简单，如下图：
只需要5跟线就可以连接vga显示器
连接vga的原理图
vga连接器
然后我们就可以用fpga的逻辑来做各种游戏了：
经典的pong游戏
关于如何用fpga逻辑来驱动vga显示器，可以参考页面：
然而，现在的显示器基本上都使用的是hdmi连接器，vga接口的显示器只能在古老的实验室里才有。所以我们要做视频的一些项目，就要用fpga来输出hdmi的信号，hdmi的连接器有不同大小，常用的体积比较大，信号线的定义如下图：
hdmi连接器
hdmi的信号线
标准的hmdi连接器有19个管脚，只有其中的8根是以差分信号的方式来传输高速视频信息的，所以只需要8根fpga的管脚，配制成7对差分tmds输出即可。
那时钟的速率需要多快呢？如果我们要生成一个640*480 rgb 24bpp的视频信号，刷新频率为60hz，每帧有307200个像素，每一个像素为24位（r｜g、b各8位），需要0.44gbps的又用数据才能传输。再考虑一些屏外区域的信息，实际的分辨率需要大一些，比如800*525.
一个像素需要3 * 8位来传输，实际上hdmi还需要添加2bits以便对数据进行加扰，也就是需要3*10位来传输，每个像素需要30bits。
加扰用的额外数据用于接收端对接收到的数据进行同步，下面是tmds差分信号的时序：
对于640*480分辨率的显示，我们需要至少250mhz的时钟信号，如果要获得更高的分辨率则需要更高的时钟频率，小脚丫fpga模块中使用的lattice的xo2-4000hc系列fpga以及intel的max10器件内部的时钟通过锁相环生成，可以达到400mhz。支持640*480分辨率是没有问题的，如果要获得更高的分辨率可以采用ddr输出的方式。
显示驱动逻辑
屏幕的分布
通过逻辑编程，可以在显示屏上实现如下的效果：
用hdmi显示器实现的pong游戏，比vga实现的要效果好很多
pacman游戏
具体的代码实现可以参考页面
讲完了fpga驱动hdmi，有没有可能用单片机/微控制器也能实现同样的效果呢？一般的mcu真的够呛，但树莓派基金会推出的rp2040却是可以做到的：
虽然rp2040的标称时钟为125mhz，但可以轻松超频到250mhz，能够满足640*480分辨率的时钟要求了
rp2040的pio可以通过编程配置称为4对差分输出的串行信号
具体如何实现，看一下技术大神luke wren在rp2040上用gpio通过bitbang的方式得到的dvi接口
下面是他的电路原理图（用kicad绘制的，有源文件）
有位小哥使用他的代码，在sparkfun的rp2040板上实现的效果：
在显示屏上显示文字：
显示月亮：
当然也可以播放视频
有人专门制作了一个板子，rp2040超频到252mhz
关于用rp2040驱动hdmi的更多资源可以在github搜索hdmi rp2040.
原文标题：用fpga/树莓派rp2040驱动hdmi的资源
文章出处：【微信公众号：电子森林】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。
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在显示屏上显示文字：
显示月亮：
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