intel AN 889 8K DisplayPort Video Format Conversion Design Example

Um 8K DisplayPort vídeósniðshönnun tdample

8K DisplayPort myndsnið umbreytingarhönnun Example samþættir Intel DisplayPort 1.4 myndbandstenginguna IP við myndbandsvinnsluleiðslu. Hönnunin skilar hágæða mælikvarða, umbreytingu á litarými og umbreytingu á rammahraða fyrir myndbandsstrauma allt að 8K við 30 ramma á sekúndu, eða 4K við 60 ramma á sekúndu.
Hönnunin er mjög stillanleg hugbúnaður og vélbúnaður, sem gerir hraðvirka kerfisstillingu og endurhönnun. Hönnunin miðar að Intel® Arria® 10 tækjum og notar nýjustu 8K tilbúna Intel FPGA IP frá Video and Image Processing Suite í Intel Quartus® Prime v19.2.

Um DisplayPort Intel FPGA IP
Til að búa til Intel Arria 10 FPGA hönnun með DisplayPort viðmótum skaltu stofna DisplayPort Intel FPGA IP. Hins vegar útfærir þessi DisplayPort IP aðeins samskiptakóðun eða afkóðun fyrir DisplayPort. Það felur ekki í sér senditæki, PLL eða endurstillingar virkni senditækis sem þarf til að innleiða háhraða raðhluta viðmótsins. Intel býður upp á aðskilda senditæki, PLL og endurstillingar IP íhluti. Að velja, stilla og tengja þessa íhluti til að búa til fullkomlega samhæfan DisplayPort móttakara eða sendiviðmót krefst sérfræðiþekkingar.
Intel útvegar þessa hönnun fyrir þá sem eru ekki senditækissérfræðingar. Viðfangsritari GUI fyrir DisplayPort IP gerir þér kleift að smíða hönnunina.
Þú býrð til dæmi um DisplayPort IP (sem getur verið aðeins móttakari, eingöngu sendir eða sameinuð móttakari og sendir) í annað hvort pallhönnuður eða IP vörulista. Þegar þú stillir DisplayPort IP tilvikið geturðu valið að búa til tdample hönnun fyrir þá tilteknu uppsetningu. Sameinað móttakara- og sendihönnun er einföld gegnumstreymi, þar sem úttakið frá móttakandanum streymir beint inn í sendinn. Hönnun með föstum gegnumstreymi skapar fullkomlega virkan móttakara PHY, sendanda PHY og endurstillingarkubba sem útfæra alla senditæki og PLL rökfræði. Þú getur annað hvort beint afritað viðeigandi hluta hönnunarinnar eða notað hönnunina sem tilvísun. Hönnunin býr til DisplayPort Intel Arria 10 FPGA IP Design Example og bætir svo mörgum af files myndast beint inn í samsetningarlistann sem notaður er af Intel Quartus Prime verkefninu. Þar á meðal eru:

• Files til að búa til breytugreind IP tilvik fyrir senditæki, PLL og endurstillingarblokkir.
• Verilog HDL files til að tengja þessar IP-tölur við hærra stigi móttakara PHY, sendandi PHY og endurstillingar endurstillingar senditækisblokka
• Synopsys hönnunarþvingun (SDC) files til að setja viðeigandi tímatakmarkanir.

Eiginleikar 8K DisplayPort Video Format Conversion Design Example

• Inntak:
  • DisplayPort 1.4 tenging styður upplausnir frá 720×480 upp í 3840×2160 á hvaða rammahraða sem er allt að 60 rammar á sekúndu og upplausnir allt að 7680×4320 við 30 ramma á sekúndu.
  • Stuðningur við heitan stinga.
  • Stuðningur fyrir bæði RGB og YCbCr (4:4:4, 4:2:2 og 4:2:0) litasnið á
    inntak.
  • Hugbúnaður skynjar inntakssniðið sjálfkrafa og setur vinnsluleiðsluna upp á viðeigandi hátt.
• Framleiðsla:
  • DisplayPort 1.4 tengimöguleikar sem hægt er að velja (með DIP rofa) fyrir annað hvort 1080p, 1080i eða 2160p upplausn við 60 fps, eða 2160p við 30 fps.
  • Stuðningur við heitan stinga.
  • DIP rofar til að stilla áskilið úttakslitasnið á RGB, YCbCr 4:4:4, YCbCr 4:2:2 eða YCbCr 4:2:0.
• Ein 10-bita 8K RGB vinnsluleiðslu með hugbúnaðarstillanlegum stærðarstærð og umbreytingu rammahraða:
  • 12-tappa Lanczos niður-skala.
  • 16 fasa, 4 tappa Lanczos uppskalari.
  • Þrefaldur biðminni vídeó ramma biðminni veitir rammahraða umbreytingu.
  • Blöndunartæki með alfa-blöndun gerir yfirlögn á OSD táknmyndum kleift.

Byrjaðu með 8K DisplayPort myndbandssniðsbreytingahönnun Example

Kröfur um vélbúnað og hugbúnað

8K DisplayPort myndsnið umbreytingarhönnun Example krefst sérstakrar vélbúnaðar og hugbúnaðar.

Vélbúnaður:

• Intel Arria 10 GX FPGA þróunarsett, þar á meðal DDR4 Hilo-dótturkortið
• Bitec DisplayPort 1.4 FMC dótturkort (útgáfa 11)
• DisplayPort 1.4 uppspretta sem framleiðir allt að 3840x2160p60 eða 7680x4320p30 myndband
• DisplayPort 1.4 vaskur sem sýnir allt að 3840x2160p60 myndskeið
• VESA vottaðar DisplayPort 1.4 snúrur.

Hugbúnaður:

• Windows eða Linux stýrikerfi
• Intel Quartus Prime Design Suite v19.2, sem inniheldur:
  • Intel Quartus Prime Pro Edition
  • Pallahönnuður
  • Nios® II EDS
  • Intel FPGA IP bókasafn (þar á meðal myndbands- og myndvinnslusvítan)

Hönnunin virkar aðeins með þessari útgáfu af Intel Quartus Prime.

Að hlaða niður og setja upp Intel 8K DisplayPort vídeósniðshönnun tdample

Hönnunin er fáanleg í Intel Design Store.

1. Sækja verkefnið í geymslu file udx10_dp.par.
2. Dragðu Intel Quartus Prime verkefnið úr skjalasafninu:
   • a. Opnaðu Intel Quartus Prime Pro Edition.
   • b. Smelltu File ➤ Opið verkefni.
     Opna verkefni glugginn opnast.
   • c. Farðu að og veldu útx10_dp.par file.
   • d. Smelltu á Opna.
   • e. Í Opna hönnunarsniðmát gluggann skaltu stilla áfangastað möppuna á viðkomandi stað fyrir útdráttarverkefnið. Færslurnar fyrir hönnunarsniðmátið file og heiti verkefnisins ætti að vera rétt og þú þarft ekki að breyta þeim.
   • f. Smelltu á OK.

Hönnun Files fyrir Intel 8K DisplayPort Video Format Conversion Design Example

Tafla 1. Hönnun Files

File eða möppuheiti	Lýsing
ip	Inniheldur IP dæmið files fyrir öll Intel FPGA IP tilvik í hönnuninni: • DisplayPort IP (sendi og móttakari) • PLL sem býr til klukkur á efsta stigi hönnunarinnar • Öll IP sem samanstendur af Platform Designer kerfinu fyrir vinnsluleiðsluna.
meistaramynd	Inniheldur pre_compiled.sof, sem er forsamsett töfluforritun file fyrir hönnunina.
non_acds_ip	Inniheldur frumkóða fyrir viðbótar IP í þessari hönnun sem Intel Quartus Prime inniheldur ekki.
sdc	Inniheldur SDC file sem lýsir viðbótartímatakmörkunum sem þessi hönnun krefst. SDC files sem fylgja sjálfkrafa með IP-tilvikunum höndla ekki þessar takmarkanir.
hugbúnaður	Inniheldur frumkóða, bókasöfn og smíðaforskriftir fyrir hugbúnaðinn sem keyrir á innbyggðum Nios II örgjörva til að stjórna háþróaðri virkni hönnunarinnar.
udx10_dp	Mappa sem Intel Quartus Prime býr til úttak í files fyrir Platform Designer kerfið. Udx10_dp.sopcinfo úttakið file gerir þér kleift að búa til frumstillingu minnis file fyrir Nios II örgjörva hugbúnaðarminni. Þú þarft ekki fyrst að búa til allt Platform Designer kerfið.
non_acds_ip.ipx	Þessi IPX file lýsir yfir allri IP í non_acds_ip möppunni til Platform Designer svo hún birtist í IP Library.
README.txt	Stuttar leiðbeiningar um að smíða og keyra hönnunina.
efst.qpf	Intel Quartus Prime verkefnið file fyrir hönnunina.
efst.qsf	Stillingar Intel Quartus Prime verkefnisins file fyrir hönnunina. Þetta file listar allar fileer nauðsynlegt til að byggja upp hönnunina, ásamt pinnaverkefnum og fjölda annarra verkefnastillinga.
toppur.v	Verilog HDL á hæsta stigi file fyrir hönnunina.
udx10_dp.qsys	Platform Designer kerfið sem inniheldur myndbandsvinnsluleiðsluna, Nios II örgjörvann og jaðartæki hans.

Samantekt á 8K DisplayPort myndsniði umbreytingarhönnun Example
Intel býður upp á forsamsetta borðforritun file fyrir hönnunina í master_image möppunni (pre_compiled.sof) til að leyfa þér að keyra hönnunina án þess að keyra fulla samantekt.
SKREF:

1. Opnaðu top.qpf verkefnið í Intel Quartus Prime hugbúnaðinum file. Skjalasafnið sem hlaðið er niður skapar þetta file þegar þú pakkar upp verkefninu.
2. Smelltu File ➤ Opnaðu og veldu ip/dp_rx_tx/dp_rx_tx.ip. GUI færibreyturitarans fyrir DisplayPort IP opnast og sýnir færibreytur fyrir DisplayPort tilvikið í hönnuninni.
3. Smelltu á Búa til tdample Design (ekki Mynda).
4. Þegar kynslóðinni er lokið skaltu loka færibreyturitlinum.
5. In File Landkönnuður, farðu í hugbúnaðarskrána og opnaðu vip_control_src.zip skjalasafnið til að búa til vip_control_src skrána.
6. Í BASH flugstöð, farðu að hugbúnaði/forskrift og keyrðu skeljaforskriftina build_sw.sh.
   Handritið byggir Nios II hugbúnaðinn fyrir hönnunina. Það skapar bæði .elf file sem þú getur halað niður á borðið á keyrslutíma, og .hex file að setja saman inn í borðið forritun .sof file.
7. Í Intel Quartus Prime hugbúnaðinum, smelltu á Processing ➤ Start Compilation.
   • Intel Quartus Prime býr til udx10_dp.qsys Platform Designer kerfið.
   • Intel Quartus Prime setur verkefnið á top.qpf.

Safnið býr til top.sof í output_files skrá þegar henni lýkur.

Viewing og endurnýjun pallahönnuðarkerfisins

1. Smelltu á Tools ➤ Platform Designer.
2. Veldu system name.qsys fyrir kerfisvalkostinn Platform Designer.
3. Smelltu á Opna.
   Platform Designer opnar kerfið.
4. Review kerfið.
5. Endurnýjaðu kerfið:
   • a. Smelltu á Búa til HDL….
   • b. Í kynslóðarglugganum, kveiktu á Hreinsa úttaksskrár fyrir valin kynslóðarmarkmið.
   • c. Smelltu á Búa til

Samantekt á 8K DisplayPort myndsniði umbreytingarhönnun Example með Nios II hugbúnaðarsmíðaverkfærum fyrir Eclipse
Þú setur upp gagnvirkt Nios II Eclipse vinnusvæði fyrir hönnunina til að framleiða vinnusvæði sem notar sömu möppur og byggingarforritið notar. Ef þú hefur áður keyrt uppbyggingarforskriftina, ættirðu að eyða hugbúnaði/vip_control og hugbúnaði/vip_control_bsp möppunum áður en þú býrð til Eclipse vinnusvæðið. Ef þú keyrir byggingarforskriftina aftur hvenær sem er, skrifar það yfir Eclipse vinnusvæðið.
SKREF:

1. Farðu í hugbúnaðarskrána og pakkaðu niður vip_control_src.zip skjalasafninu til að búa til vip_control_src skrána.
2. Í uppsettu verkefnaskránni, búðu til nýja möppu og nefndu það vinnusvæði.
3. Í Intel Quartus Prime hugbúnaðinum, smelltu á Tools ➤ Nios II Software Build Tools for Eclipse.
   • a. Í Workspace Launcher glugganum skaltu velja vinnusvæðismöppuna sem þú bjóst til.
   • b. Smelltu á OK.
4. Í Nios II – Eclipse glugganum, smelltu File ➤ Nýtt ➤ Nios II forrit og BSP frá sniðmáti.
   Nios II forritið og BSP frá sniðmátsglugganum birtist.
   • a. Í SOPC Information File reitinn skaltu velja udx10_dp/ udx10_dp.sopcinfo file. Nios II SBT fyrir Eclipse fyllir út CPU nafnið með nafni örgjörva frá .sopcinfo file.
   • b. Sláðu inn vip_control í reitnum Project name.
   • c. Veldu Blank Project af Sniðmát listanum.
   • d. Smelltu á Next.
   • e. Veldu Búa til nýtt BSP verkefni byggt á sniðmáti umsóknarverkefnis með verkefnisheitinu vip_control_bsp.
   • f. Kveiktu á Nota sjálfgefna staðsetningu.
   • g. Smelltu á Ljúka til að búa til forritið og BSP byggt á .sopcinfo file.
     Eftir að BSP er búið til birtast vip_control og vip_control_bsp verkefnin á Project Explorer flipanum.
5. Í Windows Explorer, afritaðu innihald hugbúnaðar/vip_control_src möppunnar í nýstofnaða hugbúnaðinn/vip_control möppuna.
6. Í Project Explorer flipanum í Nios II – Eclipse glugganum, hægrismelltu á vip_control_bsp möppuna og veldu Nios II > BSP Editor.
   • a. Veldu None í fellivalmyndinni fyrir sys_clk_timer.
   • b. Veldu cpu_timer úr fellivalmyndinni fyrir tímastillinguamp_tímamælir.
   • c. Kveiktu á enable_small_c_library.
   • d. Smelltu á Búa til.
   • e. Þegar kynslóðinni er lokið, smelltu á Hætta.
7. Í Project Explorer flipanum, hægrismelltu á vip_control möppuna og smelltu á Properties.
   1. a. Í Properties for vip_control glugganum, stækkaðu eiginleika Nios II forritsins og smelltu á Nios II forritaleiðir.
   2. b. Smelltu á Bæta við... við hlið Bókasafnsverkefni.
   3. c. Í Library Projects glugganum, flettu að udx10.dp\spftware \vip_control_src skránni og veldu bkc_dprx.syslib möppuna.
   4. d. Smelltu á OK. Skilaboð birtast Umbreyta í hlutfallslega slóð. Smelltu á Já.
   5. e. Endurtaktu skref 7.b á blaðsíðu 8 og 7.c á síðu 8 fyrir bkc_dptx.syslib og bkc_dptxll_syslib möppurnar
   6. f. Smelltu á OK.
8. Veldu Verkefni ➤ Byggja allt til að búa til file vip_control.elf í hugbúnaðar/vip_control möppunni.
9. Byggðu mem_init file fyrir Intel Quartus Prime safnið:
   1. a. Hægri smelltu á vip_control í Project Explorer glugganum.
   2. b. Veldu Gerðu markmið ➤ Byggja….
   3. c. Veldu mem_init_generate.
      d. Smelltu á Byggja.
      Intel Quartus Prime hugbúnaðurinn býr til
      udx10_dp_onchip_memory2_0_onchip_memory2_0.hex file í hugbúnaðar/vip_control/mem_init möppunni.
10. Með hönnunina í gangi á tengdu borði skaltu keyra vip_control.elf forritunina file búin til af Eclipse byggingunni.
    • a. Hægri smelltu á vip_control möppuna í Project Explorer flipanum í Nios II -Eclipse glugganum.
    • b. Velja Run As ➤ Nios II Vélbúnaður. Ef þú ert með Nios II flugstöðvarglugga opinn skaltu loka honum áður en þú hleður niður nýja hugbúnaðinum.

Uppsetning Intel Arria 10 GX FPGA þróunarbúnaðarins
Lýsir hvernig á að setja upp settið til að keyra 8K DisplayPort Video Format Conversion Design Example.

Mynd 1. Intel Arria 10 GX þróunarsett með HiLo dótturkorti
Myndin sýnir borðið með bláa hitavaskinum fjarlægt til að sýna staðsetningu DDR4 Hilo kortsins. Intel mælir með því að þú keyrir ekki hönnunina án þess að hitavaskurinn sé á sínum stað.

SKREF:

1. Settu Bitec DisplayPort 1.4 FMC kortið á þróunarborðið með því að nota FMC Port A.
2. Gakktu úr skugga um að slökkt sé á aflrofanum (SW1) og tengdu síðan rafmagnstenginu.
3. Tengdu USB snúru við tölvuna þína og við MicroUSB tengið (J3) á þróunarborðinu.
4. Tengdu DisplayPort 1.4 snúru á milli DisplayPort uppsprettunnar og móttakarans á Bitec DisplayPort 1.4 FMC kortinu og tryggðu að uppspretta sé virkur.
5. Tengdu DisplayPort 1.4 snúru á milli DisplayPort skjásins og senditengisins á Bitec DisplayPort 1.4 FMC kortinu og tryggðu að skjárinn sé virkur.
6. Kveiktu á borðinu með SW1.

LED stöðuljós, þrýstihnappar og DIP rofar
Intel Arria 10 GX FPGA þróunarbúnaðurinn er með átta stöðuljósdíóða (með bæði grænum og rauðum ljósgjöfum), þremur notendaþrýstihnöppum og átta notanda DIP rofa. 8K DisplayPort myndsnið umbreytingarhönnun Example lýsir upp LED til að gefa til kynna stöðu DisplayPort móttakarans. Þrýstihnapparnir og DIP rofar gera þér kleift að breyta hönnunarstillingum.

Stöðuljós

Tafla 2. Staða LED

LED	Lýsing
Rauð ljósdíóða
0	DDR4 EMIF kvörðun í gangi.
1	DDR4 EMIF kvörðun mistókst.
7:2	Ónotaður.
Græn LED ljós
0	Lýsir upp þegar þjálfun DisplayPort móttakara lýkur með góðum árangri og hönnunin fær stöðugt myndband.
5:1	Fjöldi DisplayPort móttakara akreina: 00001 = 1 akrein 00010 = 2 brautir 00100 = 4 brautir
7:6	Akreinarhraði DisplayPort móttakara: 00 = 1.62 Gbps 01 = 2.7 Gbps 10 = 5.4 Gbps 11 = 8.1 Gbps

Taflan sýnir stöðuna sem hver LED gefur til kynna. Hver LED staða hefur bæði rauða og græna vísbendingar sem geta lýst sjálfstætt. Hvaða ljósdíóða sem glóir appelsínugult þýðir að kveikt er á bæði rauðu og grænu.

Notendahnappar
Notendahnappur 0 stjórnar birtingu Intel lógósins efst í hægra horninu á úttaksskjánum. Við ræsingu gerir hönnunin kleift að birta lógóið. Með því að ýta á ýta á hnappinn 0 er kveikt á virkni lógóskjásins. Notendahnappur 1 stjórnar stærðarstærð hönnunarinnar. Þegar uppspretta eða vaskur er heittengdur er hönnunin sjálfgefin á annað hvort:

• Passthrough ham, ef inntaksupplausnin er minni en eða jöfn og úttaksupplausnin
• Minnkunarstilling, ef inntaksupplausnin er meiri en úttaksupplausnin

Í hvert skipti sem þú ýtir á notandahnapp 1 skiptir hönnunin yfir í næsta stigstærðarstillingu (framrás > uppskala, uppskala > niðurskala, niðurskala > gegnumstreymi). Notendahnappur 2 er ónotaður.

Notanda DIP rofar
DIP rofarnir stjórna valfrjálsu Nios II flugstöðinni prentun og stillingum fyrir úttaksmyndbandssniðið sem keyrt er í gegnum DisplayPort sendann.

Tafla 3. DIP rofar
Taflan sýnir virkni hvers DIP rofa. DIP rofarnir, númeraðir 1 til 8 (ekki 0 til 7), passa við tölurnar sem prentaðar eru á rofahlutanum. Til að stilla hvern rofa á ON skaltu færa hvíta rofann í átt að LCD-skjánum og í burtu frá ljósdíóðunum á borðinu.

Skipta	Virka
1	Virkjar Nios II terminal prentun þegar stillt er á ON.
2	Stilltu úttaksbita fyrir hvern lit: OFF = 8 bita ON = 10 bita
4:3	Stilltu úttakslitarými og 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	Stilltu úttaksupplausn og rammatíðni: SW4 OFF, SW3 OFF = 4K60 SW4 OFF, SW3 ON = 4K30 SW4 ON, SW3 OFF = 1080p60 SW4 ON, SW3 ON = 1080i60
8:7	Ónotaður

Keyrir 8K DisplayPort myndbandssniðshönnun Example
Þú verður að hlaða niður .sof file fyrir hönnunina á Intel Arria 10 GX FPGA þróunarbúnaðinum til að keyra hönnunina.
SKREF:

1. Í Intel Quartus Prime hugbúnaðinum, smelltu á Verkfæri ➤ Forritari.
2. Í forritaraglugganum, smelltu á Auto Detect til að skanna JTAG keðja og uppgötva tengd tæki.
   Ef sprettigluggi birtist sem biður þig um að uppfæra tækjalista forritarans skaltu smella á Já.
3. Í tækjalistanum skaltu velja línuna merkta 10AX115S2F45.
4. Smelltu á Breyta File…
   • Til að nota forsamsetta útgáfu af forritun file sem Intel inniheldur sem hluta af hönnunarniðurhalinu skaltu velja master_image/pre_compiled.sof.
   • Til að nota forritunina þína file búið til af staðbundinni samsetningu, veldu output_files/top.sof.
5. Kveiktu á Program/Configure í 10AX115S2F45 röð tækjalistans.
6. Smelltu á Start.
   Þegar forritarinn lýkur keyrir hönnunin sjálfkrafa.
7. Opnaðu Nios II útstöð til að taka á móti textaskilaboðum frá hönnuninni, annars læsist hönnunin eftir nokkrar rofabreytingar (aðeins ef þú stillir notanda DIP rofa 1 á ON).
   • a. Opnaðu flugstöðvarglugga og skrifaðu nios2-terminal
   • b. Ýttu á Enter.

tengdur við inntakið. Án uppsprettu er úttakið svartur skjár með Intel lógóinu efst í hægra horninu á skjánum.

Virk lýsing á 8K DisplayPort myndbandssniði umbreytingarhönnun Example

Platform Designer kerfið, udx10_dp.qsys, inniheldur DisplayPort móttakara og sendisamskiptareglur IP, myndbandsleiðslu IP og Nios II örgjörva íhlutina. Hönnunin tengir Platform Designer kerfið við DisplayPort móttakara og sendanda PHY rökfræði (sem inniheldur viðmótsenditækin) og endurstillingarrökfræði senditækisins á efsta stigi í Verilog HDL RTL hönnun file (efst.v). Hönnunin samanstendur af einni myndbandsvinnsluleið milli DisplayPort inntaksins og DisplayPort úttaksins.

Mynd 2. Block Diagram
Skýringarmyndin sýnir kubbana í 8K DisplayPort Video Format Conversion Design Example. Skýringarmyndin sýnir ekki sum almennu jaðartækin tengd Nios II, Avalon-MM milli Nios II örgjörvans og annarra íhluta kerfisins. Hönnunin tekur við myndbandi frá DisplayPort uppsprettu vinstra megin, vinnur myndbandið í gegnum myndbandsleiðsluna frá vinstri til hægri áður en myndbandið er sent út í DisplayPort vaskinn hægra megin.

DisplayPort móttakari PHY og DisplayPort móttakari IP
Bitec DisplayPort FMC kortið veitir biðminni fyrir DisplayPort 1.4 merkið frá DisplayPort upprunanum. Samsetning DisplayPort Receiver PHY og DisplayPort Receiver IP afkóðar komandi merki til að búa til myndstraum. DisplayPort móttakarinn PHY inniheldur senditækin til að afserialize gögnin sem berast og DisplayPort móttakarinn IP afkóðar DisplayPort samskiptaregluna. Sameinaði DisplayPort-móttakarinn IP vinnur við komandi DisplayPort merki án nokkurs hugbúnaðar. Myndbandsmerkið sem myndast frá DisplayPort móttakara IP er innbyggt pakkað streymissnið. Hönnunin stillir DisplayPort móttakara fyrir 10 bita úttak.

DisplayPort til klukkaðs myndbands IP
Pakkasamsett streymisgagnasnið sem DisplayPort móttakarinn gefur út er ekki beint samhæft við klukkaða myndbandsgagnasniðið sem IP klukka myndbandsinntakið býst við. DisplayPort to Clocked Video IP er sérsniðin IP fyrir þessa hönnun. Það breytir DisplayPort úttakinu í samhæft klukkað myndbandssnið sem þú getur tengt beint við klukkað myndbandsinntakið. DisplayPort til Clocked Video IP getur breytt vírmerkjastaðlinum og getur breytt röðun litaplana innan hvers pixla. DisplayPort staðallinn tilgreinir litaröðun sem er önnur en IP pöntun Intel myndbandsleiðsla. Nios II örgjörvinn stjórnar litaskiptum. Það les núverandi litarými fyrir sendingu frá DisplayPort móttakara IP með Avalon-MM þrælviðmótinu. Það beinir DisplayPort að Clocked Video IP til að beita viðeigandi leiðréttingu með Avalon-MM þrælviðmótinu.

Klukkað myndbandsinntak
Klukka myndbandsinntakið vinnur klukkað myndbandsviðmótsmerkið frá DisplayPort yfir í Clocked Video IP og breytir því í Avalon-ST myndbandsmerkjasnið. Þetta merkjasnið fjarlægir allar lárétta og lóðrétta eyðingarupplýsingar úr myndbandinu og skilur aðeins eftir virk myndgögn. IP-talan pakkar því sem einn pakka á hvern myndbandsramma. Það bætir einnig við viðbótar lýsigagnapökkum (vísað til sem stýripakkar) sem lýsa upplausn hvers myndbandsramma. Avalon-ST Video straumurinn í gegnum vinnslupípuna er fjórir pixlar samhliða, með þremur táknum á pixla. Klukkaða myndbandsinntakið veitir klukkuskiptingu fyrir umbreytingu frá klukku myndbandsmerkinu með breytilegum hraða frá DisplayPort móttakara IP yfir í fasta klukkuhraðann (300 MHz) fyrir IP myndbandsleiðsluna.

Stream Cleaner
Straumhreinsinn tryggir að Avalon-ST Video merki sem fer í vinnsluleiðsluna sé villulaust. Heitt tengja DisplayPort uppsprettu getur valdið því að hönnunin sýnir ófullnægjandi ramma af gögnum til klukkaðs myndbandsinntaks IP og myndar villur í Avalon-ST myndbandsstraumnum sem myndast. Stærð pakkana sem innihalda myndbandsgögnin fyrir hvern ramma samsvarar þá ekki stærðinni sem tilheyrandi stýripakkarnir greindu frá. Straumhreinsarinn skynjar þessar aðstæður og bætir við viðbótargögnum (gráum pixlum) í lok brotlegra myndbandspakka til að fullkomna rammann og passa við forskriftina í stjórnpakkanum.

Chroma Resampler (inntak)
Myndbandsgögnin sem hönnunin fær við inntakið frá DisplayPort geta verið 4:4:4, 4:2:2 eða 4:2:0 chroma sampleiddi. Inntakskrómaupplausnampler tekur myndbandið á hvaða sniði sem er og breytir því í 4:4:4 í öllum tilvikum. Til að veita meiri sjónræn gæði, chroma resampler notar reikningslega dýrasta síaða reikniritið. Nios II örgjörvinn les núverandi króma sampling sniði frá DisplayPort móttakara IP í gegnum Avalon-MM þrælviðmótið. Það miðlar sniðinu til chroma resampler í gegnum Avalon-MM þrælviðmótið.

Litarýmisbreytir (inntak)
Inntaksmyndbandsgögnin frá DisplayPort geta notað annað hvort RGB eða YCbCr litarýmið. Inntaks litrýmisbreytirinn tekur innkomandi myndbandið á hvaða sniði sem það kemur og breytir því í RGB í öllum tilvikum. Nios II örgjörvinn les núverandi litarými frá DisplayPort móttakara IP með Avalon-MM þrælviðmótinu; það hleður réttum umbreytingarstuðlum í litaupplausninaampler í gegnum Avalon-MM þrælviðmótið.

Klippari
Klippari velur virkt svæði úr mótteknum myndstraumi og fleygir afganginum. Hugbúnaðarstýringin sem keyrir á Nios II örgjörvanum skilgreinir svæðið sem á að velja. Svæðið fer eftir upplausn gagna sem berast frá DisplayPort upprunanum og úttaksupplausn og stærðarstillingu. Örgjörvinn miðlar svæðinu til Clipper í gegnum Avalon-MM þrælviðmótið.

Scaler
Hönnunin beitir mælikvarða á komandi myndbandsgögn í samræmi við móttekna inntaksupplausn og úttaksupplausnina sem þú þarfnast. Þú getur líka valið á milli þriggja stigstærðarhama (uppskala, niðurskala og gegnumstreymis). Tveir Scalar IP-tölvur veita skalavirkni: einn útfærir allar nauðsynlegar niðurskalanir; hitt útfærir uppskala. Hönnunin krefst tveggja scalers.

• Þegar mælikvarðinn útfærir niðurskala framleiðir hann ekki gild gögn á hverri klukkulotu við framleiðslu hans. Til dæmisampef útfært er 2x niðurskalahlutfall er gilt merki við úttakið hátt aðra hverja klukkulotu á meðan hönnunin tekur við hverri sléttu númeruðu inntakslínu og síðan lágt fyrir allar oddanúmeruðu inntakslínurnar. Þessi sprunguhegðun er grundvallaratriði í því ferli að draga úr gagnahraða við úttakið, en er ósamrýmanlegt við niðurstreymis Blandara IP, sem almennt býst við stöðugri gagnahraða til að forðast undirflæði við úttakið. Hönnunin krefst Frame Buffer á milli hvaða downscale og blöndunartæki sem er. Frame Buffer gerir blöndunartækinu kleift að lesa gögnin á þeim hraða sem hann krefst.
• Þegar kvarðarinn útfærir uppskala, framleiðir hann gild gögn á hverri klukkulotu, þannig að eftirfarandi blöndunartæki hefur engin vandamál. Hins vegar getur það ekki samþykkt ný inntaksgögn í hverri klukkulotu. Að taka 2x uppskeru sem fyrrverandiample, á sléttu númeruðu úttakslínunum tekur það við nýjum takti af gögnum aðra hverja klukkulotu, tekur svo við engin ný inntaksgögn á oddanúmeruðu úttakslínunum. Hins vegar getur andstreymisklipparinn framleitt gögn á allt öðrum hraða ef hann er að nota umtalsverðan bút (td við aðdrátt). Þess vegna verður Clipper og upscale almennt að vera aðskilin með Frame Buffer, sem krefst þess að Scaler situr á eftir Frame Buffer í leiðslunni. Scaler verður að sitja fyrir frame buffer fyrir downscaler, þannig að hönnunin útfærir tvo aðskilda scalers hvorum megin við Frame buffer: einn fyrir upscale; hitt fyrir downscale.

Tveir mælikvarðar draga einnig úr hámarks DDR4 bandbreidd sem rammabufferinn krefst. Þú verður alltaf að beita niðurskala fyrir Frame Buffer, sem lágmarkar gagnahraða á skrifhliðinni. Notaðu alltaf uppskala á eftir Frame Buffer, sem lágmarkar gagnahraðann á lestri hliðinni. Hver Scaler fær nauðsynlega inntaksupplausn frá stjórnpökkunum í komandi myndbandsstraumi, en Nios II örgjörvinn með Avalon-MM þrælviðmótinu stillir úttaksupplausn fyrir hvern Scaler.

Frame Buffer
Rammaminnið notar DDR4 minni til að framkvæma þrefalda biðminni sem gerir myndbands- og myndvinnslupípunni kleift að framkvæma rammahraða umbreytingu á milli rammahraða á innleið og út. Hönnunin getur samþykkt hvaða inntaksrammahraða sem er, en heildarpixlahraði má ekki fara yfir 1 gíga pixla á sekúndu. Nios II hugbúnaðurinn stillir úttaksrammahraðann á annað hvort 30 eða 60 ramma á sekúndu, í samræmi við úttakshaminn sem þú velur. Framleiðslurammahraði er fall af stillingum klukkaðs myndbandsúttaks og úttaksklukku myndbandspixla. Bakþrýstingurinn sem klukkað myndbandsúttak beitir á leiðsluna ákvarðar hraðann sem leshlið rammabuffarans dregur myndbandsramma frá DDR4.

Blandari
Blöndunartækið býr til svarta bakgrunnsmynd í fastri stærð sem Nios II örgjörvinn forritar til að passa við stærð núverandi úttaksmyndar. Blöndunartækið hefur tvö inntak. Fyrsta inntakið tengist upscaler til að leyfa hönnuninni að sýna framleiðslan frá núverandi myndbandsleiðslu. Annað inntakið tengist táknmyndarafallinu. Hönnunin gerir aðeins kleift að nota fyrsta inntak blöndunartækisins þegar það skynjar virkt, stöðugt myndband við klukkaða myndbandsinntakið. Þess vegna heldur hönnunin stöðugri úttaksmynd við úttakið á meðan hún er heittengd við inntakið. Alfa hönnunin blandar öðru inntakinu við blöndunartækið, tengt við táknmyndaframleiðandann, yfir bæði bakgrunns- og myndleiðslumyndir með 50% gagnsæi.

Litarýmisbreytir (úttak)
Úttaks litarýmisbreytirinn umbreytir inntaks RGB myndbandsgögnum í annað hvort RGB eða YCbCr litarými byggt á keyrslutímastillingu frá hugbúnaði.

Chroma Resampler (framleiðsla)
Úttakskróma resampler breytir sniðinu úr 4:4:4 í eitt af 4:4:4, 4:2:2 eða 4:2:0 sniðum. Hugbúnaðurinn stillir sniðið. Úttakskróma resampler notar einnig síað reiknirit til að ná hágæða myndbandi.

Klukkað myndbandsúttak
Klukkað myndbandsúttak breytir Avalon-ST Video straumnum í klukkað myndbandssnið. Klukkað myndbandsúttak bætir láréttri og lóðréttri eyðingu og samstillingartímaupplýsingum við myndbandið. Nios II örgjörvinn forritar viðeigandi stillingar í klukkuðu myndbandsúttakinu, allt eftir úttaksupplausninni og rammahraðanum sem þú biður um. Klukka myndbandsúttakið breytir klukkunni og fer frá föstu 300 MHz leiðsluklukkunni yfir í breytilegan hraða klukku myndbandsins.

Klukkað myndband til DisplayPort
DisplayPort sendihlutinn tekur við gögnum sem eru sniðin sem klukkað myndband. Mismunur á vírmerkjum og yfirlýsingu um rásarviðmót í Platform Designer kemur í veg fyrir að þú tengir klukkaða myndbandsúttakið beint við DisplayPort sendanda IP. Klukkað myndband til DisplayPort íhluturinn er sérsniðinn sérsniðinn IP til að veita einfalda umbreytingu sem þarf á milli klukkaðs myndbandsúttaks og DisplayPort sendi IP. Það skiptir einnig um röðun litaplana í hverjum pixla til að taka tillit til mismunandi litasniðsstaðla sem Avalon-ST Video og DisplayPort nota.

DisplayPort sendir IP og DisplayPort sendandi PHY
DisplayPort sendir IP og DisplayPort sendandi PHY vinna saman að því að umbreyta myndbandsstraumnum úr klukkuðu myndbandi í samhæft DisplayPort straum. DisplayPort sendandi IP sér um DisplayPort samskiptareglur og umritar gild DisplayPort gögn, en DisplayPort sendirinn PHY inniheldur senditækin og býr til háhraða raðúttakið.

Nios II örgjörvi og jaðartæki
Platform Designer kerfið inniheldur Nios II örgjörva, sem heldur utan um DisplayPort móttakara og sendi IP og keyrslutíma stillingar vinnsluleiðslunnar. Nios II örgjörvinn tengist þessum grunnjaðartækjum:

• Innbyggt minni til að geyma forritið og gögn þess.
• AJTAG UART til að sýna hugbúnaðarútskrift printf (í gegnum Nios II flugstöð).
• Kerfistímamælir til að búa til millisekúndna stigtafir á ýmsum stöðum í hugbúnaðinum, eins og krafist er í DisplayPort forskriftinni um lágmarkslengd viðburða.
• LED til að sýna kerfisstöðu.
• Þrýstihnapparofar til að leyfa skiptingu á milli mælikvarða og til að virkja og slökkva á birtingu Intel lógósins.
• DIP rofar til að leyfa skiptingu á úttakssniði og til að virkja og slökkva á prentun skilaboða á Nios II útstöð.

Hot-plug atburðir bæði á DisplayPort uppruna- og vaskabrunatruflunum sem kveikja á Nios II örgjörvanum til að stilla DisplayPort sendann og leiðsluna rétt. Aðallykkjan í hugbúnaðarkóðanum fylgist einnig með þeim gildum sem eru á þrýstihnöppum og DIP rofum og breytir uppsetningu leiðslunnar í samræmi við það.

I²C stýringar
Hönnunin inniheldur tvo I²C stýringar (Si5338 og PS8460) til að breyta stillingum þriggja af hinum íhlutunum á Intel Arria 10 10 GX FPGA þróunarbúnaðinum. Tveir Si5338 klukkurala á Intel Arria 10 GX FPGA þróunarbúnaðinum tengjast sömu I²C rútunni. Sú fyrsta býr til viðmiðunarklukkuna fyrir DDR4 EMIF. Sjálfgefið er að þessi klukka er stillt á 100 MHz til notkunar með 1066 MHz DDR4, en þessi hönnun keyrir DDR4 á 1200 MHz, sem krefst 150 MHz viðmiðunarklukku. Við ræsingu breytir Nios II örgjörvinn, í gegnum I²C stjórnandi jaðartæki, stillingum á skráarkorti fyrsta Si5338 til að auka hraða DDR4 viðmiðunarklukkunnar í 150MHz. Annar Si5338 klukku rafallinn býr til vid_clk fyrir klukkað myndbandsviðmót milli leiðslunnar og DisplayPort sendins IP. Þú verður að stilla hraða þessarar klukku fyrir hverja mismunandi framleiðsluupplausn og rammahraða sem styður hönnunin. Þú getur stillt hraðann á keyrslutíma þegar Nios II örgjörvinn krefst þess. Bitec DisplayPort 1.4 FMC dótturkortið notar Parade PS8460 jitter cleaning repeater og endurtímastillingu. Við ræsingu breytir Nios II örgjörvinn sjálfgefnum stillingum þessa íhluta til að uppfylla kröfur hönnunarinnar.

Hugbúnaðarlýsing

8K DisplayPort myndsnið umbreytingarhönnun ExampLeið inniheldur IP frá Intel Video and Image Processing Suite og DisplayPort tengi IP. Allar þessar IP-tölur geta unnið úr gagnaramma án frekari íhlutunar þegar uppsetning er rétt. Þú verður að innleiða utanaðkomandi hástigsstýringu til að setja upp IP-tölurnar til að byrja með og þegar kerfið breytist, td DisplayPort móttakara eða sendandi heittengda atburði eða virkni notendahnappa. Í þessari hönnun veitir Nios II örgjörvi, sem keyrir sérsniðinn stjórnunarhugbúnað, háþróaða stjórn. Við ræsingu hugbúnaðarins:

• Stillir DDR4 viðmiðunarklukkuna á 150 MHz til að gera ráð fyrir 1200 MHz DDR hraða, endurstillir síðan ytra minni tengi IP til að endurkvarða á nýju viðmiðunarklukkunni.
• Setur upp PS8460 DisplayPort endurvarpa og endurtímastillingu.
• Frumstillir DisplayPort móttakara og sendiviðmót.
• Frumstillir IP-tölu vinnsluleiðslunnar.

Þegar frumstillingu er lokið fer hugbúnaðurinn í samfellda meðan lykkju, leitar að og bregst við fjölda atburða.

Breytir í kvarðastillingu
Hönnunin styður þrjár grunnstærðarstillingar; gegnumstreymi, uppskala og niðurskala. Í gegnumstreymisham gerir hönnunin enga mælikvarða á inntaksvídeóinu, í uppskalastillingu uppskalar hönnunin inntaksmyndband og í niðurskalastillingu minnkar hönnunin inntaksvídeó.
Kubbarnir fjórir í vinnsluleiðslunni; Clipper, downscaler, upscaler og Mixer ákvarða framsetningu lokaúttaksins í hverjum ham. Hugbúnaðurinn stjórnar stillingum hvers blokkar eftir núverandi inntaksupplausn, úttaksupplausn og stærðarstillingu sem þú velur. Í flestum tilfellum fer Clipper inntakið í gegnum óbreytt og bakgrunnsstærð Mixer er í sömu stærð og loka, kvarðaðri útgáfan af inntaksmyndbandinu. Hins vegar, ef inntaksupplausn myndbandsins er meiri en úttaksstærðin, er ekki hægt að beita uppskala á inntaksmyndbandið án þess að klippa það fyrst. Ef inntaksupplausnin er minni en úttakið getur hugbúnaðurinn ekki beitt niðurskala án þess að nota Mixer bakgrunnslag sem er stærra en inntaksmyndbandið, sem bætir svörtum stikum utan um úttaksmyndbandið.

Tafla 4. Vinnslublokkarleiðslur
Þessi tafla sýnir virkni fjögurra vinnsluleiðslublokka í hverri af níu samsetningum kvörðunarhams, inntaksupplausnar og úttaksupplausnar.

Mode	inn > út	inn = út	inn < út
Í gegn	Clip to output stærð Engin niðurskala	Engin klippa Enginn downscale	Engin klippa Enginn downscale
áfram…

Mode	inn > út	inn = út	inn < út
	Ekkert uppáhald Enginn svartur rammi	Ekkert uppáhald Enginn svartur rammi	Ekkert uppáhald Svartir landamærapúðar til framleiðslustærðar
Hágæða	Klemma í 2/3 úttakstærð Engin niðurskala Uppskala í úttaksstærð Enginn svartur rammi	Klemma í 2/3 úttakstærð Engin niðurskala Uppskala í úttaksstærð Enginn svartur rammi	Engin klippa Enginn downscale Uppskala í úttaksstærð Enginn svartur rammi
Downscale	Engin klippa Niðurskala í úttakstærð Engin uppskala Enginn svartur rammi	Engin klippa Niðurskala í úttakstærð Engin uppskala Enginn svartur rammi	Engin klippa Niðurskala í 2/3 inntaksstærð Engin uppskala Svartir landamærapúðar til framleiðslustærðar

Skiptu á milli stillinga með því að ýta á notandahnapp 1. Hugbúnaðurinn fylgist með gildunum á þrýstihnöppunum á hverri keyrslu í gegnum lykkjuna (hann sleppir hugbúnaði) og stillir IP-tölurnar í vinnsluleiðslunni á viðeigandi hátt.

Breytingar á DisplayPort-inntakinu
Við hverja keyrslu í gegnum lykkjuna skoðar hugbúnaðurinn stöðu klukkaðs myndbandsinntaks og leitar að breytingum á stöðugleika inntaksvídeóstraumsins. Hugbúnaðurinn telur myndbandið vera stöðugt ef:

• The Clocked Video Input greinir frá því að klukka myndbandinu hafi verið læst.
• Inntaksupplausnin og litarýmið hefur engar breytingar frá fyrri keyrslu í gegnum lykkjuna.

Ef inntakið var stöðugt en það hefur misst læsingu eða eiginleikar myndstraumsins hafa breyst, stöðvar hugbúnaðurinn klukkað myndbandsinntakið við að senda myndskeið í gegnum leiðsluna. Það stillir einnig blöndunartækið til að hætta að birta inntaksmyndbandið. Úttakið er áfram virkt (sýnir svartan skjá og Intel lógóið) meðan á öllum móttakara-viðtökum stendur eða breytingar á upplausn.
Ef inntakið var ekki stöðugt en er nú stöðugt, stillir hugbúnaðurinn leiðsluna til að sýna nýju inntaksupplausnina og litarýmið, það endurræsir úttakið frá CVI og það stillir blöndunartækið til að sýna inntaksmyndbandið aftur. Endurvirkjun blöndunarlagsins er ekki strax þar sem Frame Buffer gæti enn verið að endurtaka gamla ramma frá fyrra inntaki og hönnunin verður að hreinsa þessa ramma. Þá geturðu virkjað skjáinn aftur til að forðast bilanir. Ramma biðminni heldur tölu á fjölda ramma sem lesnir eru af DDR4, sem Nios II örgjörvinn getur lesið. Hugbúnaðurinn samples þennan fjölda þegar inntakið verður stöðugt og gerir Mixer lagið virkt aftur þegar talningin hefur aukist um fjóra ramma, sem tryggir að hönnunin skolar alla gamla ramma út úr biðminni.

DisplayPort sendir Hot-plug viðburðir
Hot-plug atburðir á DisplayPort sendinum hleypa af stað truflun í hugbúnaðinum sem setur fána til að vara aðalhugbúnaðarlykkjuna við breytingu á úttakinu. Þegar hönnunin skynjar heitan sendanda, les hugbúnaðurinn EDID fyrir nýja skjáinn til að ákvarða hvaða upplausn og litarými hann styður. Ef þú stillir DIP rofana á stillingu sem nýi skjárinn getur ekki stutt, fer hugbúnaðurinn aftur í minna krefjandi skjástillingu. Það stillir síðan leiðsluna, DisplayPort sendanda IP og Si5338 hlutann sem er að búa til sendandann vid_clk fyrir nýja úttakshaminn. Þegar inntakið sér breytingar birtist blöndunarlagið fyrir inntaksmyndbandið ekki þar sem hugbúnaðurinn breytir stillingum fyrir leiðsluna. Hugbúnaðurinn virkar ekki aftur
skjánum þar til eftir fjóra ramma þegar nýju stillingarnar fara í gegnum rammann
biðminni.

Breytingar á stillingum notanda DIP Switch
Staðsetningar DIP rofa notenda 2 til 6 stjórna úttakssniðinu (upplausn, rammatíðni, litarými og bita á lit) sem keyrt er í gegnum DisplayPort sendann. Þegar hugbúnaðurinn skynjar breytingar á þessum DIP rofa, keyrir hann í gegnum röð sem er nánast eins og heittengill sendis. Þú þarft ekki að spyrjast fyrir um EDID sendisins þar sem hann breytist ekki.

Endurskoðunarsaga fyrir AN 889: 8K DisplayPort vídeósniðshönnun tdample

Tafla 5. Endurskoðunarsaga fyrir AN 889: 8K DisplayPort myndsniðsbreytingarhönnun Example

Skjalaútgáfa	Breytingar
2019.05.30	Upphafleg útgáfa.

Intel Corporation. Allur réttur áskilinn. Intel, Intel lógóið og önnur Intel merki eru vörumerki Intel Corporation eða dótturfélaga þess. Intel ábyrgist frammistöðu FPGA- og hálfleiðaravara sinna samkvæmt gildandi forskriftum í samræmi við staðlaða ábyrgð Intel, en áskilur sér rétt til að gera breytingar á hvaða vörum og þjónustu sem er hvenær sem er án fyrirvara. Intel tekur enga ábyrgð eða skaðabótaábyrgð sem stafar af notkun eða notkun á neinum upplýsingum, vöru eða þjónustu sem lýst er hér nema sérstaklega hafi verið samið skriflega af Intel. Viðskiptavinum Intel er bent á að fá nýjustu útgáfuna af tækjaforskriftum áður en þeir treysta á birtar upplýsingar og áður en pantað er fyrir vörur eða þjónustu.
*Önnur nöfn og vörumerki geta verið eign annarra.

Skjöl / auðlindir

intel AN 889 8K DisplayPort Video Format Conversion Design Example [pdfNotendahandbók AN 889 8K DisplayPort vídeósniðshönnun Example, AN 889, 8K DisplayPort myndsniðsbreyting Hönnun Example, Format Conversion Design Example, Conversion Design Example

Heimildir

• Notendahandbók