① 通过模块调用将FPGA的片内RAM分为“RAM_A”和“RAM_B”；

② 在第一个行周期，将输入的第一行数据流缓存到“RAM_A”：因为一行视频信号有3K字节，为了实现在LCD屏上三基色的分离，在对数据进行存储时，不能按照数据进入FPGA的顺序来存储，而应将红色数据依次存放在第1至第1024个存储单元，绿色数据存放在第1025至第2048个存储单元，蓝色数据则放在第2049至第3072个存储单元，即将原来的象素“打乱”存放；

③ 在第二个行周期，按照步骤②中所描述的方法将第二行的视频信号存入“RAM_B”，同时将“RAM_A”中所存的第一行视频信号依次从I／O口读出，再经DVI编码芯片编码后送至LCD屏，即在读出数据时“按序”读取；

④ 重复步骤②、③，使读、写操作交替在“RAM_A”和“RAM_B”间循环进行，直至一帧数据传输完毕。

此时，LCD屏上显示数据的具体算法如图5所示，即R1，2占据G1，1的位置(即第2个单元)，R1，3占据B1，1的位置(即第3个单元)，R1，4占据第4个单元，以此类推，直至1024个红色数据在LCD屏上排列完毕，再开始绿色数据，继而是蓝色数据。这样便可达到图2中在一块LCD屏上分别显示R、G、B图像的目的。

本设计中所采用的FPGA是ALTEra公司CvclONe系列中的EP1C6Q240C8。该FPGA的片内存储器容量为90kbits，完全能够胜任对分辨率为XGA显示模式的视频信号进行行处理。如果要支持更高分辨率的投影模式或对图像进行整帧的处理，只需更换具有更大片内RAM资源的FPGA或是在FPGA的I／O口外接片外存储器。DVI解码和编码芯片分别选用SIL161和Sil164。

这种基于FPGA的控制器除可用投影机的视频信号处理外，还可应用于平板显示中有关图像的翻转、截取以及象素的抽取等。其操作的关键是对数据读、写地址的控制。

3 液晶屏的处理和光学调整

现在市面上的TFT液晶板都是有滤色膜的。本设计如果直接使用这种液晶板，那么当R、G、B三单色光分别照射到R、G、B图像区域的时候，滤色膜会吸收掉很大一部分光能，从而从投影亮度过低，无法达到应用要求。因此，本设计中所采用的液晶板需去掉滤色膜或者没有滤色膜的产品，以提高光源利用率和投影亮度。

由于视频信号在LCD屏上分为R、G、B三个部分，因此，三基色图像通过液晶板汇聚以后，会形成一幅高度和原图像相等。宽度压缩为原图像三分之一的彩色图像。这时，只需要一枚宽银幕镜头即可将该压缩图像拉宽，从而使其恢复到正常图像。

4 结束语

随着家庭影院概念的普及，约来越多的消费者希望在家中享受大制作影片所带来的强烈震撼。然而，昂贵的投影机却让很多家庭望而却步。本文从实际应用出发，设计了一种基于FPGA的高光效单片彩色LCD投影方式。不难看出，该投影系统将具有如下优势：

(1) 一旦产业化，这种新型投影机的成本比其它的LCD投影机要低很多，因而易于进入普通家庭；

(2) 集成度高，体积小，信息容量大，速度快；

(3) 光利用率显著提高，从而提高了显示质量。

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