intel AN 889 8K DisplayPorti videovormingu teisendamise disain Example

Teave 8K DisplayPorti videovormingu teisendamise disaini kohta Example

8K DisplayPorti videovormingu teisendamise disain, ntample integreerib Intel DisplayPort 1.4 videoühenduvuse IP videotöötluse torujuhtmega. Disain pakub kvaliteetset skaleerimist, värviruumi teisendamist ja kaadrisageduse teisendamist videovoogudele kuni 8K kiirusega 30 kaadrit sekundis või 4K kiirusega 60 kaadrit sekundis.
Disain on tarkvaraliselt ja riistvaraliselt väga konfigureeritav, võimaldades süsteemi kiiret konfigureerimist ja ümberkujundamist. Disain on suunatud Intel® Arria® 10 seadmetele ja kasutab Intel Quartus® Prime v8 video- ja pilditöötluskomplektist uusimat 19.2K valmisolekuga Intel FPGA IP-d.

Teave DisplayPort Intel FPGA IP kohta
DisplayPorti liidestega Intel Arria 10 FPGA kujunduste loomiseks looge DisplayPort Intel FPGA IP. See DisplayPort IP rakendab aga ainult DisplayPorti protokolli kodeerimist või dekodeerimist. See ei sisalda transiivereid, PLL-e ega transiiveri ümberkonfigureerimise funktsioone, mis on vajalikud liidese kiire jadakomponendi rakendamiseks. Intel pakub eraldi transiiveri, PLL-i ja ümberkonfigureerimise IP-komponente. Nende komponentide valimine, parameetrite määramine ja ühendamine täielikult ühilduva DisplayPort-vastuvõtja või saatja liidese loomiseks nõuab eriteadmisi.
Intel pakub seda disaini neile, kes pole transiiveri eksperdid. DisplayPort IP-i parameetriredaktori GUI võimaldab teil disaini luua.
Saate luua DisplayPorti IP-i eksemplari (mis võib olla ainult vastuvõtja, ainult saatja või kombineeritud vastuvõtja ja saatja) kas Platform Designeris või IP-kataloogis. DisplayPorti IP-eksemplari parameetrites saate valida eksemplari genereerimiseampselle konkreetse konfiguratsiooni jaoks. Kombineeritud vastuvõtja ja saatja disain on lihtne läbilaskevõime, kus vastuvõtja väljund siseneb otse saatjasse. Fikseeritud läbipääsuga disain loob täielikult toimiva vastuvõtja PHY, saatja PHY ja ümberseadistusplokid, mis rakendavad kogu transiiveri ja PLL loogikat. Saate kujunduse asjakohased jaotised otse kopeerida või kasutada kujundust viitena. Disain genereerib DisplayPort Intel Arria 10 FPGA IP Design Example ja lisab seejärel paljud files genereeritakse otse kompileerimisloendisse, mida kasutab Intel Quartus Prime projekt. Need sisaldavad:

• Files luua transiiverite, PLL-ide ja ümberkonfigureerimisplokkide jaoks parameetritega IP-eksemplare.
• Verilog HDL files ühendada need IP-d kõrgema taseme vastuvõtja PHY, saatja PHY ja transiiveri ümberseadistamisarbiteri plokkidega
• Synopsys disainipiirangud (SDC) files määrata asjakohased ajapiirangud.

8K DisplayPorti videovormingu teisendusdisaini omadused Example

• Sisend:
  • DisplayPort 1.4 ühenduvus toetab eraldusvõimet 720 × 480 kuni 3840 × 2160 mis tahes kaadrisagedusega kuni 60 kaadrit sekundis ja eraldusvõimet kuni 7680 × 4320 kiirusega 30 kaadrit sekundis.
  • Kuumpistiku tugi.
  • Toetab nii RGB kui ka YCbCr (4:4:4, 4:2:2 ja 4:2:0) värvivorminguid
    sisend.
  • Tarkvara tuvastab automaatselt sisendvormingu ja seadistab töötluskonveieri sobivalt.
• Väljund:
  • Valitav DisplayPort 1.4 ühenduvus (DIP-lülitite kaudu) kas 1080p, 1080i või 2160p eraldusvõime jaoks 60 kaadrit sekundis või 2160p 30 kaadrit sekundis.
  • Kuumpistiku tugi.
  • DIP-lülitid, et määrata soovitud väljundi värvivorminguks RGB, YCbCr 4:4:4, YCbCr 4:2:2 või YCbCr 4:2:0.
• Üks 10-bitine 8K RGB töötluskonveier tarkvaraga konfigureeritava skaleerimise ja kaadrisageduse teisendamisega:
  • 12-kraaniga Lanczose allaskaalaja.
  • 16-faasiline 4-kraaniga Lanczose suurendaja.
  • Kolmekordne puhverdatud videokaadri puhver tagab kaadrisageduse teisendamise.
  • Alfa-segamisega mikser võimaldab OSD ikooni ülekatet.

8K DisplayPorti videovormingu teisendamise disainiga alustamine Example

Riist- ja tarkvaranõuded

8K DisplayPorti videovormingu teisendamise disain, ntample nõuab spetsiifilist riist- ja tarkvara.

Riistvara:

• Intel Arria 10 GX FPGA arenduskomplekt, sealhulgas DDR4 Hilo tütarkaart
• Bitec DisplayPort 1.4 FMC tütarkaart (versioon 11)
• DisplayPort 1.4 allikas, mis toodab kuni 3840x2160p60 või 7680x4320p30 videot
• DisplayPort 1.4 valamu, mis kuvab kuni 3840x2160p60 videot
• VESA sertifikaadiga DisplayPort 1.4 kaablid.

Tarkvara:

• Windows või Linux OS
• Intel Quartus Prime Design Suite v19.2, mis sisaldab:
  • Intel Quartus Prime Pro väljaanne
  • Platvormi kujundaja
  • Nios® II EDS
  • Inteli FPGA IP teek (sh video- ja pilditöötluskomplekt)

Disain töötab ainult selle Intel Quartus Prime'i versiooniga.

Intel 8K DisplayPorti videovormingu teisendusdisaini allalaadimine ja installimine Example

Disain on saadaval Inteli disainipoes.

1. Laadige alla arhiveeritud projekt file udx10_dp.par.
2. Ekstraktige arhiivist Intel Quartus Prime projekt:
   • a. Avage Intel Quartus Prime Pro Edition.
   • b. Klõpsake File ➤ Ava projekt.
     Avaneb projekti avamise aken.
   • c. Navigeerige ja valige udx10_dp.par file.
   • d. Klõpsake nuppu Ava.
   • e. Seadistage aknas Open Design Template kaust Sihtkoht ekstraktitud projekti jaoks soovitud asukohta. Kujundusmalli kirjed file ja projekti nimi peab olema õige ja te ei pea neid muutma.
   • f. Klõpsake nuppu OK.

Disain Files Intel 8K DisplayPorti videovormingu teisendamise disaini jaoksample

Tabel 1. Kujundus Files

File või kausta nimi	Kirjeldus
ip	Sisaldab IP-eksemplari files kõigi kujunduses olevate Inteli FPGA IP-juhtumite jaoks: • DisplayPorti IP (saatja ja vastuvõtja) • PLL, mis genereerib kellasid disaini tipptasemel • Kõik IP-d, mis moodustavad töötlemiskonveieri süsteemi Platform Designer.
master_image	Sisaldab pre_compiled.sof, mis on eelkompileeritud tahvli programmeerimine file disaini jaoks.
non_acds_ip	Sisaldab selle disaini lisa-IP lähtekoodi, mida Intel Quartus Prime ei sisalda.
sdc	Sisaldab SDC-d file mis kirjeldab täiendavaid ajapiiranguid, mida see disain nõuab. SDC fileIP-juhtumitega automaatselt kaasatud ei käsitle neid piiranguid.
tarkvara	Sisaldab sisseehitatud Nios II protsessoris töötava tarkvara lähtekoodi, teeke ja ehitusskripte, et juhtida disaini kõrgetasemelist funktsionaalsust.
udx10_dp	Kaust, kuhu Intel Quartus Prime loob väljundi files Platform Designer süsteemi jaoks. udx10_dp.sopcinfo väljund file võimaldab teil genereerida mälu lähtestamist file Nios II protsessori tarkvara mälu jaoks. Te ei pea esmalt genereerima kogu Platform Designeri süsteemi.
non_acds_ip.ipx	See IPX file deklareerib kogu IP kaustas non_acds_ip Platform Designerile, nii et see kuvatakse IP teegis.
README.txt	Lühijuhised disaini ehitamiseks ja käivitamiseks.
top.qpf	Intel Quartus Prime projekt file disaini jaoks.
top.qsf	Intel Quartus Prime'i projekti sätted file disaini jaoks. See file loetleb kõik files on kavandi koostamiseks vajalik koos tihvtide määramisega ja mitmete muude projektiseadetega.
top.v	Tipptasemel Verilog HDL file disaini jaoks.
udx10_dp.qsys	Platform Designer süsteem, mis sisaldab videotöötluskonveieri, Nios II protsessorit ja selle välisseadmeid.

8K DisplayPorti videovormingu teisendusdisaini koostamine Example
Intel pakub eelkompileeritud tahvli programmeerimist file kujunduse jaoks kataloogis master_image (pre_compiled.sof), et saaksite kujundust käivitada ilma täielikku kompileerimist käivitamata.
SAMMUD:

1. Avage Intel Quartus Prime'i tarkvaras projekt top.qpf file. Allalaaditud arhiiv loob selle file kui projekti lahti pakite.
2. Klõpsake File ➤ Avage ja valige ip/dp_rx_tx/dp_rx_tx.ip. Avaneb DisplayPorti IP parameetriredaktori GUI, mis näitab kujunduses DisplayPorti eksemplari parameetreid.
3. Klõpsake nuppu Genereeri eksample Design (mitte Generate).
4. Kui genereerimine on lõpetatud, sulgege parameetriredaktor.
5. In File Explorer, navigeerige tarkvarakataloogi ja pakkige lahti arhiiv vip_control_src.zip, et luua kataloog vip_control_src.
6. Navigeerige BASH-terminalis tarkvara/skripti juurde ja käivitage kestaskript build_sw.sh.
   Skript loob disaini jaoks Nios II tarkvara. See loob nii .elfi file mille saate tööajal lauale alla laadida, ja .hex file kompileerida tahvlisse programmeerimine .sof file.
7. Tarkvaras Intel Quartus Prime klõpsake nuppu Töötlemine ➤ Alusta kompileerimist.
   • Intel Quartus Prime genereerib udx10_dp.qsys Platform Designer süsteemi.
   • Intel Quartus Prime määrab projekti top.qpf-iks.

Kompilatsioon loob väljundis_ top.soffiles kataloogi, kui see on lõppenud.

Viewplatvormi kujundaja süsteemi taastamine

1. Klõpsake valikul Tööriistad ➤ Platvormi kujundaja.
2. Valige suvandi Platform Designer jaoks süsteemi nimi.qsys.
3. Klõpsake nuppu Ava.
   Platform Designer avab süsteemi.
4. Review süsteem.
5. Taastage süsteem:
   • a. Klõpsake nuppu Genereeri HDL….
   • b. Lülitage genereerimisaknas sisse Tühjenda valitud põlvkonna sihtmärkide väljundkataloogid.
   • c. Klõpsake nuppu Genereeri

8K DisplayPorti videovormingu teisendusdisaini koostamine Exampkoos Nios II tarkvara koostamise tööriistadega Eclipse'i jaoks
Seadistage kujunduse jaoks interaktiivne Nios II Eclipse'i tööruum, et luua tööruum, mis kasutab samu kaustu, mida kasutab ehitusskript. Kui käivitasite ehitusskripti varem, peaksite enne Eclipse'i tööruumi loomist kaustad software/vip_control ja software/vip_control_bsp kustutama. Kui käivitate ehitusskripti mis tahes hetkel uuesti, kirjutab see Eclipse'i tööruumi üle.
SAMMUD:

1. Liikuge tarkvarakataloogi ja pakkige lahti arhiiv vip_control_src.zip, et luua kataloog vip_control_src.
2. Looge installitud projektikataloogis uus kaust ja nimetage see tööalaks.
3. Tarkvaras Intel Quartus Prime klõpsake valikul Tööriistad ➤ Nios II tarkvara koostamise tööriistad Eclipse jaoks.
   • a. Valige aknas Workspace Launcher loodud tööruumi kaust.
   • b. Klõpsake nuppu OK.
4. Klõpsake aknas Nios II – Eclipse File ➤ Uus ➤ Nios II rakendus ja BSP mallist.
   Ilmub dialoogiboks Nios II rakendus ja BSP mallist.
   • a. SOPC teabes File kastis valige udx10_dp/udx10_dp.sopcinfo file. Nios II SBT for Eclipse täidab protsessori nime .sopcinfost pärit protsessori nimega file.
   • b. Tippige väljale Projekti nimi tekst vip_control.
   • c. Valige mallide loendist Tühi projekt.
   • d. Klõpsake nuppu Edasi.
   • e. Valige Loo uus BSP projekt, mis põhineb rakenduse projektimallil projekti nimega vip_control_bsp.
   • f. Lülitage sisse Kasuta vaikeasukohta.
   • g. Rakenduse ja BSP loomiseks .sopcinfo põhjal klõpsake nuppu Lõpeta file.
     Pärast BSP loomist kuvatakse vahekaardil Project Explorer projektid vip_control ja vip_control_bsp.
5. Kopeerige Windows Exploreris tarkvara/vip_control_src kataloogi sisu vastloodud tarkvara/vip_control kataloogi.
6. Paremklõpsake akna Nios II – Eclipse vahekaardil Project Explorer kaustal vip_control_bsp ja valige Nios II > BSP Editior.
   • a. Valige sys_clk_timer rippmenüüst Puudub.
   • b. Timest vaatamiseks valige rippmenüüst cpu_timeramp_taimer.
   • c. Lülitage sisse enable_small_c_library.
   • d. Klõpsake nuppu Loo.
   • e. Kui genereerimine on lõpetatud, klõpsake nuppu Välju.
7. Paremklõpsake vahekaardil Project Explorer kataloogi vip_control ja klõpsake nuppu Atribuudid.
   1. a. Laiendage aknas vip_control atribuudid Nios II rakenduse atribuudid ja klõpsake nuppu Nios II rakenduse teed.
   2. b. Klõpsake valiku Teegiprojektid kõrval nuppu Lisa….
   3. c. Navigeerige aknas Library Projects kataloogi udx10.dp\spftware \vip_control_src ja valige kataloog bkc_dprx.syslib.
   4. d. Klõpsake nuppu OK. Kuvatakse teade Teisenda suhteliseks teeks. Klõpsake nuppu Jah.
   5. e. Kataloogide bkc_dptx.syslib ja bkc_dptxll_syslib puhul korrake samme 7.b lk 8 ja 7.c lk 8
   6. f. Klõpsake nuppu OK.
8. Loo loomiseks valige Projekt ➤ Ehita kõik file vip_control.elf kataloogis software/vip_control.
9. Ehitage mem_init file Intel Quartus Prime'i kompilatsiooni jaoks:
   1. a. Paremklõpsake Project Exploreri aknas vip_control.
   2. b. Valige Tee sihtmärgid ➤ Ehita….
   3. c. Valige mem_init_generate.
      d. Klõpsake nuppu Ehitamine.
      Tarkvara Intel Quartus Prime genereerib
      udx10_dp_onchip_memory2_0_onchip_memory2_0.hex file kataloogis software/vip_control/mem_init.
10. Kui disain töötab ühendatud plaadil, käivitage programmeerimine vip_control.elf file loodud Eclipse'i ehitamisega.
    • a. Paremklõpsake Nios II -Eclipse'i akna vahekaardil Project Explorer kaustal vip_control.
    • b. Valides Käivita ➤ Nios II riistvara. Kui teil on avatud Nios II terminali aken, sulgege see enne uue tarkvara allalaadimist.

Intel Arria 10 GX FPGA arenduskomplekti seadistamine
Kirjeldab, kuidas seadistada komplekti 8K DisplayPort Video Format Conversion Design Ex. käitamiseksample.

Joonis 1. Intel Arria 10 GX arenduskomplekt koos HiLo tütarkaardiga
Joonisel on plaat, mille sinine jahutusradiaator on eemaldatud, et näidata DDR4 Hilo kaardi asukohta. Intel soovitab mitte käivitada disaini ilma jahutusradiaatorita.

SAMMUD:

1. Paigaldage Bitec DisplayPort 1.4 FMC kaart arendusplaadile, kasutades FMC porti A.
2. Veenduge, et toitelüliti (SW1) on välja lülitatud, seejärel ühendage toitepistik.
3. Ühendage USB-kaabel arvutiga ja arendusplaadi MicroUSB-pistikuga (J3).
4. Ühendage DisplayPort 1.4 kaabel DisplayPorti allika ja Bitec DisplayPort 1.4 FMC kaardi vastuvõtja pordi vahel ning veenduge, et allikas on aktiivne.
5. Ühendage DisplayPort 1.4 kaabel DisplayPorti kuvari ja Bitec DisplayPort 1.4 FMC kaardi saatja pordi vahele ning veenduge, et ekraan on aktiivne.
6. Lülitage plaat sisse, kasutades SW1.

Tahvli oleku LEDid, nupud ja DIP-lülitid
Intel Arria 10 GX FPGA arenduskomplektil on kaheksa oleku LED-i (nii rohelise kui punase emitteriga), kolm kasutaja nuppu ja kaheksa kasutaja DIP-lülitit. 8K DisplayPorti videovormingu teisendamise disain, ntample süttib LED-tuled, mis näitavad DisplayPorti vastuvõtja lingi olekut. Surunupud ja DIP-lülitid võimaldavad muuta disaini sätteid.

Oleku LEDid

Tabel 2. Oleku LED-id

LED	Kirjeldus
Punased LEDid
0	DDR4 EMIF-i kalibreerimine on pooleli.
1	DDR4 EMIF-i kalibreerimine ebaõnnestus.
7:2	Kasutamata.
Rohelised LED-id
0	Põleb, kui DisplayPort-vastuvõtja linkimise koolitus on edukalt lõppenud ja disain saab stabiilse video.
5:1	DisplayPorti vastuvõtja radade arv: 00001 = 1 rada 00010 = 2 rada 00100 = 4 rada
7:6	DisplayPorti vastuvõtja sõiduraja kiirus: 00 = 1.62 Gbps 01 = 2.7 Gbps 10 = 5.4 Gbps 11 = 8.1 Gbps

Tabelis on loetletud olek, mida iga LED näitab. Igal LED-asendil on nii punased kui ka rohelised indikaatorid, mis võivad süttida iseseisvalt. Iga oranž helendav LED tähendab, et põlevad nii punane kui roheline indikaator.

Kasutaja nupud
Kasutaja nupp 0 juhib Inteli logo kuvamist väljundekraani paremas ülanurgas. Käivitamisel võimaldab disain logo kuvamist. Nupu 0 vajutamine lülitab logo kuvamise sisse. Kasutaja nupp 1 juhib disaini skaleerimisrežiimi. Kui allikas või valamu on kuumalt ühendatud, on kujunduseks vaikimisi üks:

• Läbilaskerežiim, kui sisendi eraldusvõime on väiksem või võrdne väljundi eraldusvõimega
• Alamskaala režiim, kui sisendi eraldusvõime on suurem kui väljundi eraldusvõime

Iga kord, kui vajutate kasutaja surunuppu 1, lülitub kujundus järgmisele skaleerimisrežiimile (läbipääs > ülesskaala, ülesskaala > allaskaala, alaskaala > läbimine). Kasutaja surunupp 2 on kasutamata.

Kasutaja DIP-lülitid
DIP-lülitid juhivad valikulist Nios II terminali printimist ja DisplayPort-saatja kaudu juhitava videoväljundi vormingu sätteid.

Tabel 3. DIP-lülitid
Tabelis on loetletud iga DIP-lüliti funktsioonid. DIP-lülitid, mis on nummerdatud 1 kuni 8 (mitte 0 kuni 7), vastavad lüliti komponendile trükitud numbritele. Iga lüliti asendisse ON seadmiseks liigutage valget lülitit vedelkristallekraani suunas ja plaadi LED-idest eemale.

Lüliti	Funktsioon
1	Lubab Nios II terminali printimise, kui see on ON.
2	Määrake väljundbitid värvi kohta: VÄLJAS = 8 bitti ON = 10 bitti
4:3	Määrake väljundi värviruum ja sampling: SW4 OFF, SW3 OFF = RGB 4:4:4 SW4 OFF, SW3 ON = YCbCr 4:4:4 SW4 ON, SW3 OFF = YCbCr 4:2:2 SW4 ON, SW3 ON = YCbCr 4:2:0
6:5	Määrake väljunderaldusvõime ja kaadrisagedus: SW4 OFF, SW3 OFF = 4K60 SW4 VÄLJAS, SW3 SISSE = 4K30 SW4 SISSE, SW3 VÄLJAS = 1080p60 SW4 ON, SW3 ON = 1080i60
8:7	Kasutamata

8K DisplayPorti videovormingu teisendusdisaini käitamine Example
Peate alla laadima koostatud .sof file kujunduse jaoks Intel Arria 10 GX FPGA arenduskomplekti disaini käivitamiseks.
SAMMUD:

1. Tarkvaras Intel Quartus Prime klõpsake nuppu Tööriistad ➤ Programmeerija.
2. Programmeerija aknas klõpsake J. skannimiseks nuppu Automaatne tuvastamineTAG kett ja avastage ühendatud seadmed.
   Kui ilmub hüpikaken, mis palub teil värskendada Programmeerija seadmete loendit, klõpsake nuppu Jah.
3. Valige seadmete loendist rida 10AX115S2F45.
4. Klõpsake nuppu Muuda File…
   • Programmi eelkompileeritud versiooni kasutamiseks file mida Intel kujunduse allalaadimise osana kaasab, valige master_image/pre_compiled.sof.
   • Et kasutada oma programmeerimist file mille on loonud kohalik kompil, valige väljund_files/top.sof.
5. Lülitage seadmete loendi real 10AX115S2F45 sisse suvand Programmeerimine/konfigureerimine.
6. Klõpsake nuppu Start.
   Kui programmeerija lõpetab, käivitub disain automaatselt.
7. Avage Nios II terminal, et saada disainilt väljundtekstid, vastasel juhul lukustub disain pärast mitut lüliti vahetust (ainult siis, kui seate kasutaja DIP-lüliti 1 asendisse ON).
   • a. Avage terminali aken ja tippige nios2-terminal
   • b. Vajutage sisestusklahvi.

ühendatud sisendisse. Kui allikat pole, on väljundiks must ekraan, mille ekraani paremas ülanurgas on Inteli logo.

8K DisplayPorti videovormingu teisendamise kujunduse funktsionaalne kirjeldus Example

Platform Designeri süsteem udx10_dp.qsys sisaldab DisplayPorti vastuvõtja ja saatja protokolli IP, videokonveieri IP-d ja Nios II protsessori komponente. Disain ühendab Platform Designeri süsteemi DisplayPorti vastuvõtja ja saatja PHY loogikaga (mis sisaldab liidese transiivereid) ja transiiveri ümberkonfigureerimise loogikaga Verilog HDL RTL disaini tipptasemel. file (ülemine.v). Disain sisaldab ühte videotöötlusteed DisplayPorti sisendi ja DisplayPorti väljundi vahel.

Joonis 2. Plokkskeem
Diagramm näitab plokke 8K DisplayPort Video Format Conversion Design Example. Diagramm ei näita mõningaid üldisi välisseadmeid, mis on ühendatud Nios II-ga, Nios II protsessori vahelise Avalon-MM-iga ja süsteemi teiste komponentidega. Disain aktsepteerib videot vasakpoolsest DisplayPorti allikast, töötleb videot läbi videokonveieri vasakult paremale, enne kui see edastab video paremal asuvasse DisplayPorti valamu.

DisplayPort-vastuvõtja PHY ja DisplayPort-vastuvõtja IP
Bitec DisplayPort FMC kaart pakub puhvrit DisplayPort 1.4 signaali jaoks DisplayPorti allikast. DisplayPort Receiver PHY ja DisplayPort Receiver IP kombinatsioon dekodeerib sissetuleva signaali videovoo loomiseks. DisplayPort-vastuvõtja PHY sisaldab transiivereid sissetulevate andmete deserialiseerimiseks ja DisplayPort-vastuvõtja IP dekodeerib DisplayPort-protokolli. Kombineeritud DisplayPort Receiver IP töötleb sissetulevat DisplayPorti signaali ilma tarkvarata. DisplayPort-vastuvõtja IP-st saadav videosignaal on natiivne pakendatud voogesitusvorming. Disain konfigureerib DisplayPort-vastuvõtja 10-bitise väljundi jaoks.

DisplayPort kuni Clocked Video IP
DisplayPort-vastuvõtja väljundpakettide voogesituse andmevorming ei ühildu otseselt kella video andmevorminguga, mida Clocked Video Input IP eeldab. DisplayPort to Clocked Video IP on selle disaini jaoks kohandatud IP. See teisendab DisplayPorti väljundi ühilduvaks kellaga videovorminguks, mille saate ühendada otse kellaga videosisendiga. DisplayPort to Clocked Video IP võib muuta juhtmesignaali standardit ja muuta iga piksli värvitasandite järjestust. DisplayPorti standard määrab värvide järjestuse, mis erineb Inteli videokonveieri IP järjestusest. Nios II protsessor juhib värvivahetust. See loeb praegust värviruumi edastamiseks DisplayPort-vastuvõtja IP-st oma Avalon-MM-i alamliidesega. See suunab DisplayPorti Clocked Video IP-le, et rakendada oma Avalon-MM alamliidesega sobiv parandus.

Kellaga videosisend
Kellaga videosisend töötleb kella videoliidese signaali DisplayPortist Clocked Video IP-ks ja teisendab selle Avalon-ST videosignaali vormingusse. See signaalivorming eemaldab videost kogu horisontaalse ja vertikaalse tühjendusteabe, jättes alles vaid aktiivsed pildiandmed. IP paketeerib selle ühe paketina videokaadri kohta. Samuti lisab see täiendavaid metaandmete pakette (mida nimetatakse kontrollpakettideks), mis kirjeldavad iga videokaadri eraldusvõimet. Avalon-ST Video voog läbi töötlemistoru on paralleelselt nelja piksliga, kolme sümboliga piksli kohta. Kellaga videosisend pakub kella ületamist DisplayPort-vastuvõtja IP-st tuleva muutuva kiirusega kella videosignaali konverteerimiseks video IP-konveieri fikseeritud taktsagedusele (300 MHz).

Voo puhastaja
Voopuhasti tagab, et töötlemiskonveierile edastatav Avalon-ST videosignaal on vigadeta. DisplayPorti allika kuumühendamine võib põhjustada mittetäielike andmekaadrite esitamise kellaga videosisendi IP-le ja tekitada sellest tulenevas Avalon-ST videovoos vigu. Iga kaadri videoandmeid sisaldavate pakettide suurus ei vasta siis seotud juhtpakettide teatatud suurusele. Voopuhastaja tuvastab need tingimused ja lisab rikkuvate videopakettide lõppu täiendavaid andmeid (hallid pikslid), et kaader oleks lõpule viidud ja vastaks juhtpaketi spetsifikatsioonidele.

Chroma Resampler (sisend)
Videoandmed, mille disain saab DisplayPorti sisendist, võivad olla 4:4:4, 4:2:2 või 4:2:0 kroma sampjuhitud. Sisend chroma resampler võtab sissetuleva video mis tahes vormingus ja teisendab selle igal juhul 4:4:4-ks. Parema visuaalse kvaliteedi tagamiseks on chroma resampler kasutab arvutuslikult kõige kallimat filtreeritud algoritmi. Nios II protsessor loeb praeguseid kroomiampling-vormingus DisplayPort-vastuvõtja IP-st selle Avalon-MM alluliidese kaudu. See edastab vormingu chroma res-ileampler selle Avalon-MM oraliidese kaudu.

Värviruumi muundur (sisend)
DisplayPorti sisendvideoandmed võivad kasutada kas RGB või YCbCr värviruumi. Sisendvärviruumi muundur võtab sissetuleva video mis tahes vormingus, mis see saabub, ja teisendab selle igal juhul RGB-vormingusse. Nios II protsessor loeb oma Avalon-MM alamliidese abil praegust värviruumi DisplayPort-vastuvõtja IP-st; see laadib kroma res.-le õiged teisenduskoefitsiendidampler läbi selle Avalon-MM oraliidese.

Clipper
Lõikur valib sissetulevast videovoost aktiivse ala ja loobub ülejäänud osast. Nios II protsessoril töötav tarkvara juhtseade määrab piirkonna, mille valida. Piirkond sõltub DisplayPorti allikast vastuvõetud andmete eraldusvõimest ning väljundi eraldusvõimest ja skaleerimisrežiimist. Protsessor edastab selle piirkonna Clipperiga läbi oma Avalon-MM-i alluva liidese.

Skaleerija
Disain rakendab sissetulevatele videoandmetele skaleerimist vastavalt vastuvõetud sisenderaldusvõimele ja soovitud väljunderaldusvõimele. Samuti saate valida kolme skaleerimisrežiimi vahel (suurendamine, vähendamine ja läbilaskevõime). Kaks skalaari IP-d pakuvad skaleerimisfunktsiooni: üks rakendab mis tahes nõutavat skaleerimist; teine ​​rakendab suurendamist. Disain vajab kahte skalerit.

• Kui skaler rakendab alamskaala, ei tooda see oma väljundis iga kellatsükli kohta kehtivaid andmeid. Näiteksample, kui rakendatakse 2x allaskaala suhet, on kehtiv signaal väljundis kõrge igal teisel takttsüklil, samal ajal kui disain võtab vastu iga paarisnumbriga sisendrea, ja seejärel madal kogu paaritu numbriga sisendridade puhul. See lõhkemiskäitumine on väljundi andmeedastuskiiruse vähendamise protsessi jaoks ülioluline, kuid ei ühildu allavoolu Mixeri IP-ga, mis eeldab üldiselt ühtlasemat andmeedastuskiirust, et vältida väljundis alavoolu. Disain nõuab kaadripuhvrit mis tahes alaskaala ja mikseri vahel. Kaadripuhver võimaldab mikseril lugeda andmeid vajaliku kiirusega.
• Kui skaler rakendab ülesskaalat, toodab see iga kellatsükli kohta kehtivaid andmeid, nii et järgmisel mikseril pole probleeme. Siiski ei pruugi see igal kellatsüklil uusi sisendandmeid vastu võtta. Võttes endise mehena 2x kallimatamppaarisarvulistel väljundridadel võtab see igal teisel taktitsüklil vastu uue andmelöögi, seejärel ei aktsepteeri paaritu numbriga väljundridadel uusi sisendandmeid. Siiski võib ülesvoolu Clipper toota andmeid täiesti erineva kiirusega, kui see rakendab märkimisväärset klippi (nt sissesuumimise ajal). Seetõttu tuleb Clipper ja upscale tavaliselt eraldada kaadripuhvriga, mis nõuab, et skaler asuks kaadripuhvri järel. Kaadripuhvri alandamise jaoks peab skaler asuma enne kaadripuhvrit, nii et konstruktsioon rakendab mõlemal pool kaadripuhvrit kahte eraldi skaleerijat: üks kõrgema skaala jaoks; teine ​​skaala vähendamiseks.

Kaks skalerit vähendavad ka kaadripuhvri jaoks vajalikku maksimaalset DDR4 ribalaiust. Peate alati enne kaadripuhvrit rakendama allaskaalasid, minimeerides andmeedastuskiirust kirjutamispoolel. Rakendage pärast kaadripuhvrit alati ülesskaalasid, mis minimeerib lugemispoole andmeedastuskiirust. Iga skaler saab vajaliku sisendi eraldusvõime sissetuleva videovoo juhtpakettidest, samal ajal kui Avalon-MM alamliidesega Nios II protsessor määrab iga skaleri väljundresolutsiooni.

Kaadripuhver
Kaadripuhver kasutab DDR4 mälu, et teostada kolmekordset puhverdamist, mis võimaldab video- ja pilditöötluskonveieril sooritada kaadrisageduse teisendamist sissetuleva ja väljamineva kaadrisageduse vahel. Disain võib aktsepteerida mis tahes sisendkaadrisagedust, kuid pikslite kogusagedus ei tohi ületada 1 gigapikslit sekundis. Nios II tarkvara seab väljundkaadrisageduseks kas 30 või 60 kaadrit sekundis vastavalt teie valitud väljundrežiimile. Väljundkaadri sagedus sõltub Clocked Video Output sätetest ja väljundvideo pikslikellast. Vasturõhk, mida Clocked Video Output konveierile rakendab, määrab kiiruse, millega kaadripuhvri lugemiskülg tõmbab videokaadreid DDR4-st.

Mikser
Mikser genereerib fikseeritud suurusega musta taustapildi, mille Nios II protsessor programmeerib, et see vastaks praeguse väljundpildi suurusele. Mikseril on kaks sisendit. Esimene sisend ühendub suurendajaga, et kujundus saaks kuvada praeguse videokonveieri väljundit. Teine sisend ühendub ikoonigeneraatori plokiga. Disain võimaldab mikseri esimest sisendit ainult siis, kui see tuvastab aktiivse ja stabiilse video kellaga videosisendis. Seetõttu säilitab disain väljundis stabiilse väljundpildi, samal ajal kui sisendit ühendatakse kuumalt. Disain alfa ühendab ikoonigeneraatoriga ühendatud mikseri teise sisendi nii taustal kui ka videokonveieri kujutistel 50% läbipaistvusega.

Värviruumi muundur (väljund)
Väljundvärviruumi muundur muudab sisend-RGB-videoandmed kas RGB- või YCbCr-värviruumiks, lähtudes tarkvara käitusaja seadistusest.

Chroma Resampler (väljund)
Väljundi kroma resampler teisendab vormingu 4:4:4-lt 4:4:4-, 4:2:2- või 4:2:0-vormingusse. Tarkvara määrab vormingu. Väljundi kroma resampler kasutab kvaliteetse video saavutamiseks ka filtreeritud algoritmi.

Clocked Video Output
Kellaga videoväljund teisendab Avalon-ST Video voo kellaga videovormingusse. Kellaga videoväljund lisab videole horisontaalse ja vertikaalse tühjendamise ja sünkroonimise ajastuse teabe. Nios II protsessor programmeerib vastavad sätted kellaga videoväljundis olenevalt soovitud väljundi eraldusvõimest ja kaadrisagedusest. Kellaga videoväljund teisendab kella, liikudes fikseeritud 300 MHz konveieri kellalt kellaga video muutuva kiirusega.

Clocked Video DisplayPort
DisplayPorti saatja komponent aktsepteerib kellavideona vormindatud andmeid. Erinevused juhtmete signaalimises ja kanali liideste deklaratsioonis Platform Designeris takistavad teil Clocked Video Output otse DisplayPorti saatja IP-ga ühendamist. Clocked Video to DisplayPort komponent on disainispetsiifiline kohandatud IP-aadress, mis võimaldab lihtsat teisendamist kella videoväljundi ja DisplayPorti saatja IP vahel. Samuti vahetab see iga piksli värvitasandite järjestust, et võtta arvesse Avalon-ST Video ja DisplayPorti kasutatavaid erinevaid värvivormingu standardeid.

DisplayPort-saatja IP ja DisplayPort-saatja PHY
DisplayPort-saatja IP ja DisplayPort-saatja PHY töötavad koos, et teisendada videovoo kellaajast videost ühilduvaks DisplayPort-voogu. DisplayPort-saatja IP käsitleb DisplayPort-protokolli ja kodeerib kehtivaid DisplayPort-andmeid, samas kui DisplayPort-saatja PHY sisaldab transiivereid ja loob kiire jadaväljundi.

Nios II protsessor ja välisseadmed
Platform Designeri süsteem sisaldab Nios II protsessorit, mis haldab DisplayPorti vastuvõtja ja saatja IP-sid ning töötlemiskonveieri käitusaja sätteid. Nios II protsessor ühendub järgmiste põhiliste välisseadmetega:

• Kiibisisene mälu programmi ja selle andmete salvestamiseks.
• AJTAG UART tarkvara printf väljundi kuvamiseks (Nios II terminali kaudu).
• Süsteemitaimer, mis genereerib tarkvara erinevates punktides millisekundite taseme viivitusi, nagu on nõutud DisplayPorti sündmuste minimaalse kestuse spetsifikatsiooniga.
• LED-id süsteemi oleku kuvamiseks.
• Nupulülitid võimaldavad skaleerimisrežiimide vahel vahetamist ning Inteli logo kuvamise lubamist ja keelamist.
• DIP-lülitid, mis võimaldavad vahetada väljundvormingut ning lubada ja keelata sõnumite printimist Nios II terminali.

Kuumpistiku sündmused nii DisplayPorti allikal kui ka valamu tulekahju katkestused, mis käivitavad Nios II protsessori DisplayPorti saatja ja torujuhtme õigesti konfigureerimiseks. Tarkvarakoodi põhisilmus jälgib ka surunuppude ja DIP-lülitite väärtusi ning muudab vastavalt konveieri seadistust.

I²C kontrollerid
Disain sisaldab kahte I²C-kontrollerit (Si5338 ja PS8460), et redigeerida Intel Arria 10 10 GX FPGA arenduskomplekti kolme muu komponendi sätteid. Intel Arria 5338 GX FPGA arenduskomplekti kaks Si10 kellageneraatorit ühendatakse sama I²C siiniga. Esimene genereerib DDR4 EMIF-i võrdluskella. Vaikimisi on selle kella sageduseks seatud 100 MHz kasutamiseks koos 1066 MHz DDR4-ga, kuid see disain töötab DDR4 sagedusel 1200 MHz, mis nõuab 150 MHz võrdlustakti. Käivitamisel muudab Nios II protsessor I²C kontrolleri välisseadme kaudu sätteid esimese Si5338 registrikaardil, et suurendada DDR4 võrdluskella kiirust 150 MHz-ni. Teine Si5338 kellageneraator genereerib konveieri ja DisplayPorti saatja IP vahelise taktilise videoliidese jaoks vid_clk. Peate kohandama selle kella kiirust iga erineva väljunderaldusvõime ja kaadrisageduse jaoks, mida disain toetab. Saate reguleerida kiirust tööajal, kui Nios II protsessor seda nõuab. Bitec DisplayPort 1.4 FMC tütarkaart kasutab Parade PS8460 värinapuhastuse repiiterit ja retimerit. Käivitamisel muudab Nios II protsessor selle komponendi vaikesätteid, et need vastaksid disaini nõuetele.

Tarkvara kirjeldus

8K DisplayPorti videovormingu teisendamise disain, ntample sisaldab Inteli video- ja pilditöötluskomplekti IP-d ja DisplayPorti liidese IP-d Kõik need IP-d saavad korrektse seadistamise korral töödelda andmekaadreid ilma täiendava sekkumiseta. Peate rakendama välist kõrgetasemelist juhtimist, et seadistada IP-sid, alustades ja kui süsteem muutub, nt DisplayPort-vastuvõtja või saatja kuumpistikusündmused või kasutaja vajutusnupu tegevus. Selles disainis pakub Nios II protsessor, mis töötab spetsiaalselt kohandatud juhtimistarkvaraga, kõrgetasemelist juhtimist. Tarkvara käivitamisel:

• Seadistab DDR4 reflektsiooni taktsageduseks 150 MHz, et võimaldada 1200 MHz DDR-i kiirust, seejärel lähtestab välismälu liidese IP, et kalibreerida uuesti uue võrdluskellaga.
• Seadistab PS8460 DisplayPort-i repiiteri ja reimeri.
• Lähtestab DisplayPorti vastuvõtja ja saatja liidesed.
• Lähtestab töötlemiskonveieri IP-d.

Kui lähtestamine on lõppenud, siseneb tarkvara pidevasse tsüklisse, kontrollides mitmeid sündmusi ja reageerides neile.

Skaleerimisrežiimi muudatused
Disain toetab kolme põhilist skaleerimisrežiimi; läbilaskevõime, üles- ja alaskaala. Läbilaskerežiimis disain ei skaleeri sisendvideot, suurendatud režiimis suurendab kujundus sisendvideot ja alandab režiimis sisendvideot.
Neli töötlemiskonveieri plokki; Clipper, downscaler, upscaler ja Mixer määravad lõpliku väljundi esituse igas režiimis. Tarkvara juhib iga ploki sätteid sõltuvalt praegusest sisendi eraldusvõimest, väljundi eraldusvõimest ja teie valitud skaleerimisrežiimist. Enamikul juhtudel edastab Clipper sisendi muutmata kujul ja mikseri tausta suurus on sama suur kui sisendvideo lõplik skaleeritud versioon. Kui aga sisendvideo eraldusvõime on suurem kui väljundi suurus, ei ole võimalik sisendvideole suuremat skaalat rakendada ilma seda eelnevalt kärpimata. Kui sisendi eraldusvõime on väiksem kui väljund, ei saa tarkvara rakendada alandamist, rakendamata mikseri taustakihti, mis on suurem kui sisendvideokiht, mis lisab väljundvideo ümber mustad ribad.

Tabel 4. Plokkide torujuhtmete töötlemine
See tabel loetleb nelja töötlemiskonveieri ploki toimingud kõigis üheksas skaleerimisrežiimi, sisendi eraldusvõime ja väljundi eraldusvõime kombinatsioonis.

Režiim	sisse > välja	sisse = välja	sisse < välja
Läbipääs	Klippige väljundi suurusele Vähendamist pole	Klippi pole Ei mingit allahindlust	Klippi pole Ei mingit allahindlust
jätkus…

Režiim	sisse > välja	sisse = välja	sisse < välja
	Ei mingit kõrgetasemelist Ei mingit musta piiri	Ei mingit kõrgetasemelist Ei mingit musta piiri	Ei mingit kõrgetasemelist Mustad äärispadjad väljundsuurusele
Kallis	Klippige 2/3 väljundi suurusele Vähendamist pole Kõrgeim väljundsuurus Ilma musta ääriseta	Klippige 2/3 väljundi suurusele Vähendamist pole Kõrgeim väljundsuurus Ilma musta ääriseta	Klippi pole Ei mingit allahindlust Kõrgeim väljundsuurus Ilma musta ääriseta
Madalam	Klippi pole Vähendamine väljundi suurusele Ei suurendata Ei mingit musta piiri	Klippi pole Vähendamine väljundi suurusele Ei suurendata Ei mingit musta piiri	Klippi pole Skaala vähendamine 2/3 sisendi suurusele Ei suurenda Mustad äärispadjad väljundsuurusele

Režiimide vahel vahetamiseks vajutage kasutaja nuppu 1. Tarkvara jälgib nuppude väärtusi igal tsüklit läbival käivitamisel (see teeb tarkvara tagasilöögi) ja konfigureerib töötluskonveieri IP-d asjakohaselt.

Muudatused DisplayPorti sisendis
Iga tsükli läbimise ajal küsitleb tarkvara Clocked Video Input olekut, otsides muutusi sisendvideovoo stabiilsuses. Tarkvara peab videot stabiilseks, kui:

• Clocked Video Input teatab, et kellaga video on edukalt lukustatud.
• Sisendi eraldusvõime ja värviruum ei ole muutunud alates eelmisest tsüklist läbikäimisest.

Kui sisend oli stabiilne, kuid see on kaotanud lukustuse või videovoo omadused on muutunud, peatab tarkvara Clocked Video Input video saatmise torujuhtme kaudu. Samuti seab see mikseri sisendvideokihi kuvamise lõpetama. Väljund jääb aktiivseks (näitab musta ekraani ja Inteli logo) kõigi vastuvõtja hotplug-sündmuste või eraldusvõime muutmise ajal.
Kui sisend ei olnud stabiilne, kuid on nüüd stabiilne, konfigureerib tarkvara konveieri uue sisendi eraldusvõime ja värviruumi kuvamiseks, taaskäivitab CVI väljundi ja seab mikseri uuesti sisendvideokihti kuvama. Mikserikihi uuesti lubamine ei toimu kohe, kuna kaadripuhver võib ikka veel korrata vanu kaadreid eelmisest sisendist ja kujundus peab need kaadrid tühjendama. Seejärel saate ekraani häirete vältimiseks uuesti lubada. Kaadripuhver loeb DDR4-st loetud kaadrite arvu, mida Nios II protsessor lugeda suudab. Tarkvara sampsee loendab, kui sisend muutub stabiilseks, ja lubab uuesti Mixeri kihi, kui loendus on suurenenud nelja kaadri võrra, mis tagab, et disain loputab kõik vanad kaadrid puhvrist välja.

DisplayPort-saatja Hot-plug Sündmused
Hot-plug-sündmused DisplayPort-saatja juures käivitavad tarkvaras katkestuse, mis seab lipu, mis hoiatab põhitarkvara ahelat väljundi muutusest. Kui disain tuvastab saatja kuuma pistiku, loeb tarkvara uue kuvari EDID-d, et teha kindlaks, milliseid eraldusvõimet ja värviruume see toetab. Kui seate DIP-lülitid režiimi, mida uus ekraan ei toeta, lülitub tarkvara tagasi vähem nõudlikule kuvarežiimile. Seejärel konfigureerib see uue väljundrežiimi jaoks konveieri, DisplayPorti saatja IP ja Si5338 osa, mis genereerib saatja vid_clk. Kui sisend näeb muudatusi, ei kuvata sisendvideo mikserikihti, kuna tarkvara muudab konveieri sätteid. Tarkvara ei luba uuesti
kuva kuni nelja kaadri möödumiseni, kui uued sätted kaadri läbivad
puhver.

Kasutaja DIP-lüliti sätete muudatused
Kasutaja DIP-lülitite asendid 2 kuni 6 juhivad DisplayPort-saatja kaudu juhitavat väljundvormingut (eraldusvõime, kaadrisagedus, värviruum ja bitid värvi kohta). Kui tarkvara tuvastab nendes DIP-lülitites muudatusi, töötab see läbi jada, mis on peaaegu identne saatja kuumpistikuga. Te ei pea saatja EDID-d päringuid tegema, kuna see ei muutu.

AN 889 versioonide ajalugu: 8K DisplayPorti videovormingu teisendamise kujundus Example

Tabel 5. AN 889 versioonide ajalugu: 8K DisplayPorti videovormingu teisendamise kujundus Example

Dokumendi versioon	Muudatused
2019.05.30	Esialgne vabastamine.

Intel Corporation. Kõik õigused kaitstud. Intel, Inteli logo ja muud Inteli kaubamärgid on Intel Corporationi või selle tütarettevõtete kaubamärgid. Intel garanteerib oma FPGA ja pooljuhttoodete toimimise praeguste spetsifikatsioonide kohaselt vastavalt Inteli standardgarantiile, kuid jätab endale õiguse teha mis tahes tooteid ja teenuseid igal ajal ilma ette teatamata. Intel ei võta endale mingit vastutust ega kohustusi, mis tulenevad siin kirjeldatud teabe, toote või teenuse rakendusest või kasutamisest, välja arvatud juhul, kui Intel on sellega sõnaselgelt kirjalikult nõustunud. Inteli klientidel soovitatakse hankida seadme spetsifikatsioonide uusim versioon enne avaldatud teabele tuginemist ja enne toodete või teenuste tellimuste esitamist.
*Teisi nimesid ja kaubamärke võidakse pidada teiste omandiks.

Dokumendid / Ressursid

intel AN 889 8K DisplayPorti videovormingu teisendamise disain Example [pdfKasutusjuhend AN 889 8K DisplayPorti videovormingu teisendamise kujundus Näidample, AN 889, 8K DisplayPorti videovormingu teisendamise kujundus Example, vormingu teisendamise kujundus Example, Conversion Design Example

Viited

• Kasutusjuhend