第十五章 終於有了——基於FPGA的C2Mif軟體設計以及VGA應用

第十五章 終於有了——基於FPGA的C2Mif軟體設計以及VGA應用一、Mif檔案概述

徘徊了很久，mif檔案的設計以及應用，到底要不要講呢？Bingo自己也拿不定主意。寫了那麼多，有點累了的説。

最後咬咬牙還是寫了，因為這東西沒人寫過，所以我要寫，不走尋常路，就我來開闢這一條道路，讓FPGA中 Mif檔案應用軟體設計以及應用從此定格，同時也希望初學的你，不再那麼鬱悶。

Mif檔案在FPGA中的應用，主要是在RAM，ROM中，一般用來儲存字模、波形資料、訊號採樣、資料序列等，可以看做是C語言中的數組，用來儲存資料。Bingo當年也是鬱悶的很啊，當年做電子琴，在Quartus II Memory Initialzation File 也手動寫過曲譜的mif檔案。眼睛都花了；曾經做過波形發生器，有康芯的Guagle的支援，很方便；對於VGA字元圖片顯示，字模資料的龐大，Bingo最後通過C語言，根據mif格式，設計了軟體，今天定格。

由於當年項目中遇到過資料量的尷尬，草草的設計了C語言轉換程式。Bingo當年就設計過C語言的C2Mif檔案轉碼，博文地址如下：

http://www.cnblogs.com/crazybingo/archive/2010/08/02/1790151.html

本章中Bingo將mif檔案的介紹，mif軟體的設計，mif檔案的應用詳細介紹於此，從此mif檔案的各種嘰歪告一段落。

二、Mif轉換軟體介紹1. 康芯Guagle軟體

：http://www.chinaaet.com/lib/detail.aspx?id=86667

這是國內杭州康芯公司設計的波形資料產生器的mif轉換軟體。該軟體主要應用在波形資料的產生，能產生正弦波、方波、三角波、鋸齒波等波形的mif檔案，長度寬度可以GUI調節，在做波形發生器的時候，用該軟體產生很方便，可以消除matlab或者c語言帶來的繁瑣了。

為軟體調節，輸出mif介面，此軟體使用方便，輕巧便捷。

2. 國外MIFGEN軟體

此軟體是國外牛逼人士設計的，也是波形資料的產生軟體，個人覺得沒有國產康芯Guagle那麼好用，因此一筆帶過，不做詳細介紹。

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3. Bingo版的C2Mif 軟體

（1）C2Mif Bingo寫此軟體的目的

由於FPGA設計中，Mif檔案的編輯轉換，沒有官方的軟體（QII手動輸入的不算）。於此很多不便，Bingo當年用VC編寫過轉換軟體，在DOS視窗下轉換多有不便。糾結了很久，求人不如求己，終於在最近狠狠心看VB，想把將己當年設計的底層C語言轉換程式，沒想到現學現賣，一天搞定，軟體出此雛形，山寨版GUI平台，152K ，壓縮後只有35K的Mini Software閃亮登場，VB是個好東西啊。O(∩_∩)O哈哈~

Bingo版的C2Mif Rev 1.0 Mif轉換軟體，今天正式發布。本軟體由Bingo個人編寫，尊重著作權，同時又尊重國人，本不需要序號，不需要註冊，不需要破解，永久性免費使用，可以任意傳播，希望能夠業界人士帶來方便。O(∩_∩)O哈哈~

本軟體雛形出爐，加上Bingo一直搞硬體，軟體思維薄弱，多少會有bug。試用者若發現軟體存在bug，或者有更完美的建議、方案，歡迎聯絡Bingo：hanbinhdu@foxmail.com，軟體將會持續修複、不斷更新，讓您更滿意。

（2）C2Mif 關於資訊

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* C2Mif，感謝您的使用

* 著作權（C）2011-Endless CrazyBingo

* 若有好的建議或Bug歡迎聯絡本人

* 以下是編者資訊：

* 作者： 韓彬

* 網名： Crazy Bingo

* 部落格： http://home.cnblogs.com/crazybingo/

* http://blog.chinaaet.com/

* 微博： http://weibo.com/crazybingo

* 郵箱： hanbinhdu@foxmail.com

* All Rights Reserved: 杭電 無線電愛好者協會

* 軟體版本： REV 1.0

* 原創日期： 2011-08-05

* 修改日期： 2011-XX-XX

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（3）C2Mif 協助資訊

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一、待轉換的資料來源提取

（1）Microsoft Visual C++、Matlab或者其他軟體產生資料,直接複製進C2Mif編輯視窗。

（2）字模提取軟體的搭配使用，用C2Mif的檔案開啟功能，來讀取txt的資料。

（3）少量資料的時候，可以直接手動輸入C2Mif編輯視窗。

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二、C2Mif軟體的使用

本軟體允許"16進位"格式或者"二進位"格式的資料或者文本的輸入，通過軟體的選擇，輸出使用者需求的位元的Mif檔案。

但由於某些因素，目前本軟體無法將16進位直接轉換為二進位進行相關操作，Bingo覺得也沒必要，在此表示歉意。

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對於文本的輸入，需要遵循固定的格式，如下

（1）軟體已經通過識別轉換，可以在任意位置包含空格“ ”。

（2）軟體已經通過識別轉換，可以在任意位置包含逗號“，”。

（3）軟體已經通過識別轉換，可以在任意位置包含逗號“;”

（4）軟體已經通過識別轉換，可以在任意位置包含逗號“0x”。

（5）軟體已經通過識別轉換，可以在任意位置包含逗號“{”。

（6）軟體已經通過識別轉換，可以在任意位置包含逗號“}”。

（7）軟體已經通過識別轉換，可以包含斷行符號。

（8）您可以在任意位置輸入","、";"、空格、斷行符號、"0x"、"{"、"}"等字元提高資料的可讀性，軟體會自動進行選擇性提取。除以上七種字元以外，任何有效資料以外的字元，都需要手動刪除，軟體無法做到如此的智能，因此某些字模提取軟體中產生的 “/*"靜"*/”、“const char Hzk[][24]=”， 此類資訊需要手動刪除。如果您提取的內容比較多，建議用Notepad++配合調整結構，Notepad++具有列操作功能（Ctrl+滑鼠縱向選擇）。

（4）C2Mif 相關下載

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C2Mif v1.0
著作權（C）2011-Endless CrazyBingo
All Rights Reserved: 杭電 無線電愛好者協會

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由於FPGA中尤其是液晶或者資料處理中，經常用到Mif檔案，目前還沒有轉換此類檔案的軟體，Bingo根據大致的需求編寫了此軟體，希望對您有用。

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關於C2Mif V1.0 軟體的下載

http://www.chinaaet.com/lib/detail.aspx?id=86810

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關於PC2LCD2002軟體的
http://www.chinaaet.com/lib/detail.aspx?id=86669

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關於C2Mif軟體的轉換及使用教程，請看以下網址：
http://blog.chinaaet.com/detail/21782.html
http://www.cnblogs.com/crazybingo/archive/2011/08/10/2134185.html

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關於VB的學習，《VB從入門到精通》，請看以下網址：
http://www.chinaaet.com/lib/detail.aspx?id=86805

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關於VB的串口常式學習，對初學者代碼會有協助，請看以下網址：
http://www.chinaaet.com/lib/detail.aspx?id=86806

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鄙人雅作於此，僅希望對同道中人有助，謝謝！

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三、Mif軟體使用步驟

本節中，Bingo利用PCtoLCD2002，C2Mif這兩款軟體協調，來完成各種字模或者圖片字模的提取，同時轉換為對應的mif檔案。

PCtoLCD2002為優秀的字模提取軟體，能對不同字型，不同格式的字型，圖片等進行編輯，並且輸出C51或者A51的語言，同時能夠儲存為各種格式的16進位字模，設定方便。

PCtoLCD2002為：http://www.chinaaet.com/lib/detail.aspx?id=86669

1、PCtoLCD2002字模提取

（1）首先，選擇字元模式（預設）

（2）制定字模選項，適配各種格式，如下

上文中對於C2Mif軟體資料格式中的說明：可以在任意位置輸入","、";"、空格、斷行符號、"0x"、"{"、"}"等字元提高資料的可讀性，軟體會自動進行選擇性提取。因此比較靈活，軟體會自動做處理。

只是針對於PC2LCD2002軟體的選項設定，相應輸出的最簡格式，當然只要符合資料格式即可，此處不必糾結。

（3）設定點陣16*16，輸入要提取字模的內容，如下：

（4）軟體顯示出來的介面，如下：

（5）產生字模，如下所示：

（6）儲存字模，並用Notepad++開啟，刪除注釋部分不需要的資訊

由於C2Mif軟體只能識別"，"、";"、空格、斷行符號、"0x"、"{"、"}"這些字元，因此注釋部分以及檔案頭刪除。如下兩圖只要刪除第一行以及字模右邊的注釋即可，別的字元："，"、";"、空格、斷行符號、"0x"、"{"、"}"，軟體會自動識別處理，您可以隨意設定；因此格式，本軟體也適合別的字模提取軟體，只要稍微改一下格式即可。

2、C2Mif使用

此處我們要得到16位的Mif檔案，設定步驟如下：

（1）開啟軟體，點擊“開啟”，選擇前面產生並且修改好的字模的txt

（2）軟體已經預設選擇16進位，請選擇在下拉框中選擇4位16進位資料，點擊"C2Mif一鍵轉換"，如下：

（3）去案頭尋找CrazyBingo.mif，用Notepad++開啟如下：

（4）搞定，mif檔案可以直接在Quartus II 中應用了。如下用Quartus II 開啟的產生的CrazyBingo.mif格式檔案。

四、項目執行個體

用三中的介紹，產生各種字元，漢字的字模的mif，如下分別是ASCII的mif以及“無線電愛好者協會”的mif檔案。

前面一張講過VGA的顯示驅動，通過這一章，FPGA+VGA，其實也可以當做記事本來用。只要修改mif檔案便可以修改VGA顯示的內容。而mif的產生，至此應該灰常的簡單了。

本節重點介紹簡單的介紹“無線電愛好者協會”這幾個字的顯示，ASCII碼的顯示雷同，不做累贅的說明。

關於代碼的下載，請見

項目比較大，而且是一年多前寫的，格式不是很嚴謹，而且沒有按照Bingo前一章的格式來寫請見諒。項目是從邏輯分析儀的工程修改的，主要實現了1024*768解析度下，內容的顯示以及定時器的功能，VGA驅動代碼模組請見上一章，此工程主要檔案HSU_Time_Disp.v，看懂了此檔案便能夠很好的應用mif之類的檔案了。VGA的顯示驅動，其實就那麼一回事。

1. 產生mif

利用三種介紹的方法，提取64*64的“無線電愛好者協會”這幾個的字模，並產生mif檔案。詳細介紹請見上文。

2. 建立工程

根據前一章的vga_panel_design模組，來定製工程。略。

3. 修改vga_display.v

（1）Rom的調用，地區的定位

如上所示，把256<Y_pos<384的地區定位顯示內容的地區；例化wireless_ROM，地址為X_pos[9:1]，相當於讓座標隨著X軸地址第二位的變化而變化，達到了擴大一倍的目的。

（3）字元的顯示

細心的讀者應該會發現，前一節中PCtoLCD2002設定格式的地方，我們用了“逐行式”的格式來提取字模。這樣做是為了代碼上的方便：

a) 由於每一列都單獨成為一個資料，資料的輸出只要根據Y軸座標的變化即可，方便軟體設計。

b) 每一個rom地址對應X軸地址，這樣更方便的位移。

注意：如，Y_pos[6:1]而不是Y_pos[5:0]，相當於讓座標隨著Y軸地址第二位的變化而變化，達到了擴大一倍的目的。

4. 項目