GOWIN IPUG902E CSC Guía de Usuario de Programación IP para el Futuro

Acabadoview
A Guía de usuario de Gowin CSC IP está deseñada para axudar aos usuarios a comprender as características e a funcionalidade do Gowin CSC IP. Ofrece descricións detalladas de funcións, portos, temporización, configuración e deseño de referencia.

Descrición funcional
A sección de descrición funcional ofrece información detallada sobre as distintas funcións e capacidades do IP de Gowin CSC.

Configuración da interface
Esta sección orienta aos usuarios sobre como configurar interfaces para obter un rendemento e unha conectividade óptimos.

Deseño de referencia
A sección de deseño de referencia ofrece información sobre o deseño recomendado para a IP de Gowin CSC.

File Entrega
Nesta sección ofrécense detalles sobre a entrega de documentos, o cifrado do código fonte do deseño e o deseño de referencia.

FAQ

Cal é o propósito da Guía de usuario de Gowin CSC IP?
O propósito da guía do usuario é axudar aos usuarios a comprender as características e o uso da IP de Gowin CSC proporcionando descricións detalladas de funcións, portos, temporización, configuración e deseño de referencia.
As capturas de pantalla do software do manual están sempre actualizadas?
As capturas de pantalla do software baséanse na versión 1.9.9 Beta-6. Como o software está suxeito a cambios sen previo aviso, é posible que algunha información non siga sendo relevante e necesite axustes segundo a versión do software en uso.

Copyright © 2023 Guangdong Gowin Semiconductor Corporation. Todos os dereitos reservados.
é unha marca comercial de Guangdong Gowin Semiconductor Corporation e está rexistrada en China, na Oficina de Patentes e Marcas de EE. UU. e noutros países. Todas as demais palabras e logotipos identificados como marcas comerciais ou marcas de servizo son propiedade dos seus respectivos titulares. Ningunha parte deste documento pode ser reproducida ou transmitida de calquera forma ou por ningún medio, electrónico, mecánico, fotocopiado, gravación ou doutro xeito, sen o consentimento previo por escrito de GOWINSEMI.

Exención de responsabilidade
GOWINSEMI non asume ningunha responsabilidade e non ofrece ningunha garantía (xa sexa expresa ou implícita) e non se fai responsable de ningún dano ocasionado no seu hardware, software, datos ou propiedade que resulte do uso dos materiais ou da propiedade intelectual, excepto como se indica nos Termos e condicións de GOWINSEMI. de Venda. Toda a información deste documento debe tratarse como preliminar. GOWINSEMI pode facer cambios neste documento en calquera momento sen previo aviso. Calquera persoa que confíe nesta documentación debe poñerse en contacto con GOWINSEMI para obter a documentación e as erratas actuais.

Acerca desta guía

Finalidade
O propósito da Guía de usuario de Gowin CSC IP é axudar aos usuarios a aprender rapidamente as funcións e o uso de Gowin CSC IP proporcionando descricións das funcións, portos, tempo, configuración e chamada, deseño de referencia. As capturas de pantalla do software deste manual baséanse na versión 1.9.9 Beta-6. Dado que o software está suxeito a cambios sen previo aviso, é posible que algunha información non siga sendo relevante e teña que axustarse segundo o software que se utilice.

Documentos relacionados
As guías de usuario están dispoñibles no GOWINSEMI Websitio. Podes atopar os documentos relacionados en www.gowinsemi.com:

Folla de datos de produtos da serie DS100, GW1N de FPGA
Folla de datos de produtos da serie DS117, GW1NR de FPGA

Folla de datos de produtos da serie DS821, GW1NS de FPGA
Folla de datos de produtos da serie DS861, GW1NSR de FPGA

Folla de datos de produtos FPGA da serie DS891, GW1NSE
Folla de datos de produtos da serie DS102, GW2A de FPGA

Folla de datos de produtos da serie DS226, GW2AR de FPGA
Folla de datos DS971, GW2AN-18X & 9X

Folla de datos DS976, GW2AN-55
Folla de datos DS961, serie GW2ANR de produtos FPGA

Folla de datos de produtos da serie DS981, GW5AT de FPGA
Folla de datos de produtos FPGA da serie DS1104, GW5AST

SUG100, Guía de usuario de software Gowin

Terminoloxía e abreviaturas
A táboa 1-1 mostra as abreviaturas e a terminoloxía utilizadas neste manual. Táboa 1-1 Abreviaturas e Terminoloxía

Terminoloxía e abreviaturas	Significado
BT	Servizo de radiodifusión (televisión)
CSC	Conversor de espazo de cor
DE	Activar datos
FPGA	Matriz de portas programables en campo
HS	Sincronización horizontal
IP	Propiedade Intelectual
ITU	Unión Internacional de Telecomunicacións
UIT-R	UIT-Sector de Radiocomunicacións
RGB	R (Vermello) G (Verde) B (Azul)
VESA	Asociación de Estándares de Electrónica de Vídeo
VS	Sincronización vertical
YCbCr	Y (luminancia) CbCr (crominancia)
YIQ	Y (luminancia) I (en fase) Q (fase en cuadratura)
YUV	Y (luminancia) UV (crominancia)

Apoio e comentarios
Gowin Semiconductor ofrece aos clientes soporte técnico completo. Se tes algunha pregunta, comentario ou suxestión, póñase en contacto connosco directamente polas seguintes formas.

Websitio: www.gowinsemi.com
Correo electrónico: support@gowinsemi.com

Acabadoview

O espazo de cor é a representación matemática dun conxunto de cores. Os modelos de cores máis comúns son RGB en gráficos por ordenador, YIQ, YUV ou YCbCr en sistemas de vídeo. Gowin CSC (Color Space Converter) IP utilízase para realizar diferentes conversións de espazo de cor de coordenadas de tres eixes, como a conversión común entre YCbCr e RGB.
Táboa 2-1 IP de Gowin CSC

IP de Gowin CSC
Recurso lóxico	Vexa Táboa 2-2
Doc entregado.
Deseño File	Verilog (cifrado)
Deseño de referencia	Verilog
Banco de probas	Verilog
Fluxo de proba e deseño
Software de síntese	Síntese de Gowin
Software de aplicación	Software Gowin (V1.9.6.02Beta e superior)

Nota!
Para os dispositivos compatibles, podes facer clic aquí para obter a información.

Características

Admite conversión de espazo de cor de coordenadas de tres eixes YCbCr, RGB, YUV, YIQ.
Admite fórmulas de conversión de espazo de cor estándar BT601, BT709 predefinidas.
Admite fórmulas de conversión de coeficientes personalizadas
Admite datos asinados e non asinados
Admite anchos de 8, 10 e 12 bits de datos.

Utilización de recursos
Gowin CSC IP emprega a linguaxe Verilog, que se usa nos dispositivos FPGA GW1N e GW2A. A táboa 2-2 presenta un excesoview da utilización dos recursos. Para as aplicacións doutros dispositivos FPGA GOWINSEMI, consulte a información posterior.
Táboa 2-2 Utilización de recursos

Dispositivo	GW1N-4	GW1N-4
Espazo de cor	SDTV Studio RGB para YCbCr	SDTV Studio RGB para YCbCr
Ancho de datos	8	12
Ancho do coeficiente	11	18
LUTs	97	106
Rexistros	126	129

Descrición funcional

Diagrama do sistema
Como se mostra na Figura 3-1, Gowin CSC IP recibe datos de vídeo de tres compoñentes da fonte de vídeo e sae en tempo real segundo a fórmula de conversión seleccionada.
Figura 3-1 Arquitectura do sistema

Principio de funcionamento

A conversión do espazo de cor é unha operación matricial. Todo o espazo de cor pódese derivar da información RGB.
Tome a fórmula de conversión de espazo de cor entre RGB e YCbCr (HDTV, BT709) como exampLe:
- Conversión de espazo de cor RGB a YCbCr
- Y709 = 0.213R + 0.715G + 0.072B
- Cb = -0.117R – 0.394G + 0.511B + 128
- Cr = 0.511R – 0.464G – 0.047B + 128
- Conversión de espazo de cor YCbCr a RGB
- R = Y709 + 1.540*(Cr – 128)
- G = Y709 – 0.459*(Cr – 128) – 0.183*(Cb – 128)
- B = Y709 + 1.816*(Cb – 128)
- Dado que hai unha estrutura similar para as fórmulas de conversión de espazo de cor, a conversión de espazo de cor pode adoptar unha fórmula unificada.
- dout0 = A0*din0 + B0*din1 + C0*din2 + S0
- dout1 = A1*din0 + B1*din1 + C1*din2 + S1
- dout2 = A2*din0 + B2*din1 + C2*din2 + S2

Entre eles, A0, B0, C0, A1, B1, C1, A2, B2, C2 son coeficientes de multiplicación; S0 e S1, S2 son constantes augend; din0, din1, din2 son canles de entrada; dout0, dout1, dout2 son as saídas das canles.
A táboa 3-1 é unha táboa de coeficientes de fórmula de conversión de espazo de cor estándar predefinidos.
Táboa 3-1 Coeficientes de fórmula de conversión estándar

Modelo de cor	–	A	B	C	S
SDTV Studio RGB para YCbCr	0	0.299	0.587	0.114	0.000
	1	-0.172	-0.339	0.511	128.000
	2	0.511	-0.428	-0.083	128.000
SDTV Computer RGB para YCbCr	0	0.257	0.504	0.098	16.000
	1	-0.148	-0.291	0.439	128.000
	2	0.439	-0.368	-0.071	128.000
SDTV YCbCr a Studio RGB	0	1.000	0.000	1.371	-175.488
	1	1.000	-0.336	-0.698	132.352
	2	1.000	1.732	0.000	-221.696
SDTV YCbCr para ordenador RGB	0	1.164	0.000	1.596	-222.912
	1	1.164	-0.391	-0.813	135.488
	2	1.164	2.018	0.000	-276.928
HDTV Studio RGB para YCbCr	0	0.213	0.715	0.072	0.000
	1	-0.117	-0.394	0.511	128.000
	2	0.511	-0.464	-0.047	128.000
Ordenador HDTV RGB para YCbCr	0	0.183	0.614	0.062	16.000
	1	-0.101	-0.338	0.439	128.000
	2	0.439	-0.399	-0.040	128.000
HDTV YCbCr a Studio RGB	0	1.000	0.000	1.540	-197.120
	1	1.000	-0.183	-0.459	82.176
	2	1.000	1.816	0.000	-232.448
HDTV YCbCr para ordenador RGB	0	1.164	0.000	1.793	-248.128
	1	1.164	-0.213	-0.534	76.992
	2	1.164	2.115	0.000	-289.344
Ordenador RGB para YUV	0	0.299	0.587	0.114	0.000
	1	-0.147	-0.289	0.436	0.000
	2	0.615	-0.515	-0.100	0.000
YUV para ordenador RGB	0	1.000	0.000	1.140	0.000
YUV para ordenador RGB	1	1.000	-0.395	-0.581	0.000

	2	1.000	-2.032	0.000
Ordenador RGB para YIQ	0	0.299	0.587	0.114
	1	0.596	-0.275	-0.321
	2	0.212	-0.523	0.311
YIQ para ordenador RGB	0	1.000	0.956	0.621
	1	1.000	-0.272	-0.647
	2	1.000	-1.107	1.704

O proceso específico é o seguinte:

Os datos de entrada son seleccionados segundo os parámetros de entrada. Dado que se usa a operación de datos asinados, se é unha entrada de datos sen asinar, debe converterse en formato de datos asinados.

O multiplicador úsase para multiplicar os coeficientes e os datos. Cando o multiplicador usa a saída da canalización, é necesario prestar atención ao atraso da saída dos datos.
Suma os resultados das operacións de multiplicación.
Limite o desbordamento e o desbordamento de datos.

Seleccione a saída asinada ou sen asinar segundo os parámetros dos datos de saída e limite a saída segundo o rango dos datos de saída.

Lista de portos
O porto de E/S de Gowin CSC IP móstrase na Figura 3-2.

Os portos de E/S de Gowin CSC IP móstranse na Táboa 3-2.
Táboa 3-2 Lista de portos IP de Gowin CSC

Non.	Nome do sinal	E/S	Descrición	Nota
1	I_primeiro_n	I	Restablecer o sinal, activo baixo	A E/S de todos os sinais toma CSC IP como referencia
2	eu_clk	I	Reloxo de traballo
3	eu_din0	I	Entrada de datos da canle 0
			Toma o formato RGB como exemploample: I_din0 = R
			Toma o formato YCbCr como exemploample: I_din0 = Y
			Toma o formato YUV como example: I_din0 = Y
			Toma o formato YIQ como example: I_din0 = Y
4	eu_din1	I	Entrada de datos da canle 1
			Toma o formato RGB como exemploample: I_din1 = G
			Toma o formato YCbCr como exemploample: I_din1 = Cb
			Toma o formato YUV como example: I_din1 = U
			Toma o formato YIQ como example: I_din1 = I
5	eu_din2	I	Entrada de datos da canle 2
			Toma o formato RGB como exemploample: I_din2 = B
			Toma o formato YCbCr como exemploample: I_din2 = Cr

			Toma o formato YUV como example: I_din2 = V
			Toma o formato YIQ como example: I_din2 = Q
6	I_non válido	I	Sinal válido de datos de entrada
7	O_dout0	O	Saída de datos da canle 0
			Toma o formato RGB como exemploample: O_dout0
			= R
			Toma o formato YCbCr como exemploampLe:
			O_dout0 = Y
			Toma o formato YUV como example: O_dout0
			= Y
			Toma o formato YIQ como example: O_dout0 =
			Y
8	O_dout1	O	Saída de datos da canle 1
			Toma o formato RGB como exemploample: O_dout1
			= G
			Toma o formato YCbCr como exemploampLe:
			O_dout1 = Cb
			Toma o formato YUV como example: O_dout1
			= U
			Toma o formato YIQ como example:O_dout1 =
			V
9	O_dout2	O	Saída de datos da canle 2
			Toma o formato RGB como exemploample: O_dout2
			= B
			Toma o formato YCbCr como exemploampLe:
			O_dout2 = Cr
			Toma o formato YUV como example: O_dout2
			= U
			Toma o formato YIQ como example:O_dout2 =
			V
10	O_non válido	O	Datos de saída sinal válido

Configuración de parámetros
Táboa 3-3 Parámetro global

Non.

Nome

Intervalo de valores

Valor predeterminado

Descrición

Color_Modelo

SDTV Studio RGB a YCbCr, SDTV Computer RGB a YCbCr, SDTV

YCbCr a Studio RGB, SDTV YCbCr a Computer RGB, HDTV Studio RGB a YCbCr, HDTV Computer RGB a YCbCr, HDTV YCbCr a Studio RGB, HDTV YCbCr a Computer RGB, Computer RGB a YUV, YUV a Computer RGB, Computer RGB a

YIQ, YIQ para ordenador

SDTV Studio RGB para YCbCr

Modelo de conversión de espazo de cor; Especifique varios conxuntos predefinidos de coeficientes e constantes

fórmulas de conversión segundo

aos estándares BT601 e BT709;

Personalizado: personaliza os coeficientes e as constantes da fórmula de conversión.

		RGB, personalizado
2	Ancho do coeficiente	11~18	11	Coeficiente de ancho de bits; 1 bit para signo, 2 bits para enteiro e o resto para fracción
3	Tipo de datos DIN0	Asinado, sen asinar	Sen asinar	Tipo de datos de entrada da canle 0
4	Tipo de datos DIN1	Asinado, sen asinar	Sen asinar	Tipo de datos de entrada da canle 1
5	Tipo de datos DIN2	Asinado, sen asinar	Sen asinar	Tipo de datos de entrada da canle 2
6	Ancho de datos de entrada	8/10/12	8	Ancho de datos de entrada
7	Tipo de datos Dout0	Asinado, sen asinar	Sen asinar	Tipo de datos de saída da canle 0
8	Tipo de datos Dout1	Asinado, sen asinar	Sen asinar	Tipo de datos de saída da canle 1
9	Tipo de datos Dout2	Asinado, sen asinar	Sen asinar	Tipo de datos de saída da canle 2
10	Ancho de datos de saída	8/10/12	8	Ancho dos datos de saída
11	A0	-3.0~3.0	0.299	1º coeficiente da canle 0
12	B0	-3.0~3.0	0.587	2º coeficiente da canle 0
13	C0	-3.0~3.0	0.114	3º coeficiente da canle 0
14	A1	-3.0~3.0	-0.172	1º coeficiente da canle 1
15	B1	-3.0~3.0	-0.339	2º coeficiente da canle 1
16	C1	-3.0~3.0	0.511	3º coeficiente da canle 1
17	A2	-3.0~3.0	0.511	1º coeficiente da canle 2
18	B2	-3.0~3.0	-0.428	2º coeficiente da canle 2
19	C2	-3.0~3.0	-0.083	3º coeficiente da canle 2
20	S0	-255.0~255.0	0.0	Constante da canle 0
21	S1	-255.0~255.0	128.0	Constante da canle 1
22	S2	-255.0~255.0	128.0	Constante da canle 2
23	Dout0 Valor máximo	-255~255	255	O rango máximo de datos de saída da canle 0
24	Dout0 Valor mínimo	-255~255	0	O intervalo mínimo de datos de saída da canle 0
25	Dout1 Valor máximo	-255~255	255	O rango máximo de datos de saída da canle 1
26	Dout1 Valor mínimo	-255~255	0	O intervalo mínimo de datos de saída da canle 1
27	Dout2 Valor máximo	-255~255	255	O rango máximo de datos de saída da canle 2
28	Dout2 Valor mínimo	-255~255	0	O intervalo mínimo de datos de saída da canle 2

Descrición do tempo
Esta sección describe o tempo de Gowin CSC IP.
Os datos saen despois dun atraso de 6 ciclos de reloxo despois da operación CSC. A duración dos datos de saída depende dos datos de entrada e é a mesma que a duración dos datos de entrada.
Figura 3-3 Diagrama de temporización da interface de datos de entrada/saída

Configuración da interface

Podes usar ferramentas xeradoras de núcleos de IP no IDE para chamar e configurar a IP de Gowin CSC.

Abre o xerador de núcleos IP
Despois de crear o proxecto, pode facer clic na pestana "Ferramentas" na parte superior esquerda, seleccionar e abrir o IP Core Generator na lista despregable, como se mostra na Figura 4-1.

Abre o núcleo IP CSC
Fai clic en "Multimedia" e fai dobre clic en "Color Space Converter" para abrir a interface de configuración do núcleo IP CSC, como se mostra na Figura 4-2.
Portos do núcleo IP CSC
Á esquerda da interface de configuración está o diagrama de portos do núcleo IP CSC, como se mostra na Figura 4-3.
Configurar a información xeral
- Consulte a información xeral na parte superior da interface de configuración, como se mostra na Figura 4-4. Tome o chip GW2A-18 como example e seleccione o paquete PBGA256. O nivel superior file o nome do proxecto xerado móstrase no "Nome do módulo" e o predeterminado é "
- Color_Space_Convertor_Top”, que pode ser modificado polos usuarios. O file xerado polo núcleo IP móstrase en "File Nome”, que contén o files requirido polo núcleo IP de CSC, e o valor predeterminado é "conversor_espazo_color", que os usuarios poden modificar. O "Creat IN" mostra a ruta do núcleo IP files, e o valor predeterminado é "\ruta do proxecto\src\ color_space_convertor", que pode ser modificado polos usuarios.
Opcións de datos
Na pestana "Opcións de datos", cómpre configurar a fórmula, o tipo de datos, o ancho de bits de datos e outra información de parámetros para as operacións CSC, como se mostra na Figura 4-5.

Deseño de referencia

Este capítulo céntrase no uso e construción da instancia de deseño de referencia de CSC IP. Consulte o Deseño de referencia CSC para obter máis información en Gowinsemi websitio.

Aplicación de instancia de deseño

Toma DK-VIDEO-GW2A18-PG484 como example, a estrutura é a que se mostra na Figura 5-1. Para obter información sobre a tarxeta de desenvolvemento DK-VIDEO-GW2A18-PG484, podes facer clic aquí.

No deseño de referencia, video_top é o módulo de nivel superior, cuxo fluxo de traballo se mostra a continuación.
1. O módulo de patróns de proba úsase para xerar o patrón de proba cunha resolución de 1280×720 e formato de datos RGB888.
2. Chame ao xerador de núcleos IP CSC ao módulo generatergb_yc_top para acadar RGB888 a YC444.
3. Chame ao xerador de núcleos IP de CSC para xerar o módulo yc_rgb_top para lograr YC444 a RGB88.
4. Despois das dúas conversións, os datos RGB pódense comparar para ver se son correctos.
  Cando o deseño de referencia se aplica á proba a nivel de placa, pode converter os datos de saída a través do chip de codificación de vídeo e despois enviar á pantalla.
  No proxecto de simulación proporcionado polo deseño de referencia, úsase BMP como fonte de excitación de proba e tb_top é o módulo de nivel superior do proxecto de simulación. A comparación pódese facer coa imaxe de saída despois da simulación.

File Entrega

A entrega file para Gowin CSC IP inclúe documento, código fonte de deseño e deseño de referencia.

Documento
O documento contén principalmente PDF file da guía de usuario.
Táboa 6-1 Lista de documentos

Nome	Descrición
IPUG902, Guía de usuario de Gowin CSC IP	Guía de usuario de Gowin CSC IP, concretamente esta.

Código fonte do deseño (cifrado)
O código cifrado file contén o código encriptado Gowin CSC IP RTL que se usa para a GUI para cooperar co software Gowin YunYuan para xerar o núcleo IP requirido polos usuarios.
Táboa 6-2 Lista de códigos fonte de deseño

Nome	Descrición
color_space_convertor.v	O nivel superior file do núcleo IP, que proporciona aos usuarios información da interface, cifrada.

Deseño de referencia
A Ref. Deseño file contén a lista de rede file para Gowin CSC IP, deseño de referencia de usuario, restricións file, de nivel superior file e o proxecto file, etc.
Táboa 6-3 Ref.Deseño File Lista

Nome	Descrición
video_top.v	O módulo superior de deseño de referencia
patrón de proba.v	Módulo de xeración de patróns de proba
csc_ref_design.cst	Restricións físicas do proxecto file
csc_ref_design.sdc	Limitacións temporales do proxecto file
conversor_espazo_color	Cartafol do proxecto IP CSC
—rgb_yc_top.v	Xera a primeira IP CSC de nivel superior file, cifrado
—rgb_yc_top.vo	Xera a primeira lista de rede IP CSC file
—yc_rgb_top.v	Xera o segundo nivel superior de IP CSC file, cifrado

—yc_rgb_top.vo	Xera a segunda lista de rede IP CSC file
gowin_rpll	Cartafol do proxecto IP PLL
key_debounceN.v	Módulo de eliminación de teclas
i2c_master	Cartafol do proxecto IP principal I2C
adv7513_iic_init.v	Módulo de inicialización de chip ADV7513

Documentos/Recursos

Programación IP GOWIN IPUG902E CSC para o futuro [pdfGuía do usuario
IPUG902E Programación IP CSC para o futuro, IPUG902E, Programación IP CSC para o futuro, programación para o futuro, para o futuro, o futuro

Referencias

Manual de usuario

Programación IP GOWIN IPUG902E CSC para o futuro

Información do produto

Instrucións de uso do produto

FAQ