intel AN 889 8K DisplayPort Format Video Desain Konversi Example

Babagan Desain Konversi Format Video 8K DisplayPort Example

Desain Konversi Format Video 8K DisplayPort Example nyawiji Intel DisplayPort 1.4 panyambungan video IP karo pipo Processing video. Desain kasebut menehi skala kualitas, konversi ruang warna, lan konversi frame rate kanggo stream video nganti 8K ing 30 frame per detik, utawa 4K ing 60 frame per detik.
Desain kasebut minangka piranti lunak lan hardware sing bisa dikonfigurasi kanthi cepet, ngidini konfigurasi lan desain ulang sistem kanthi cepet. Desain kasebut ngarahake piranti Intel® Arria® 10 lan nggunakake Intel FPGA IP 8K sing paling anyar saka Suite Pangolahan Video lan Gambar ing Intel Quartus® Prime v19.2.

Babagan DisplayPort Intel FPGA IP
Kanggo nggawe Intel Arria 10 desain FPGA karo antarmuka DisplayPort, instantiate DisplayPort Intel FPGA IP. Nanging, IP DisplayPort iki mung ngleksanakake encode utawa decode protokol kanggo DisplayPort. Ora kalebu transceiver, PLL, utawa fungsi konfigurasi ulang transceiver sing dibutuhake kanggo ngleksanakake komponen serial kacepetan dhuwur ing antarmuka. Intel nyedhiyakake komponen IP transceiver, PLL, lan konfigurasi ulang sing kapisah. Milih, parameterisasi, lan nyambungake komponen kasebut kanggo nggawe panrima DisplayPort utawa antarmuka pemancar sing cocog mbutuhake kawruh khusus.
Intel nyedhiyakake desain iki kanggo wong sing dudu ahli transceiver. GUI editor parameter kanggo IP DisplayPort ngidini sampeyan mbangun desain.
Sampeyan nggawe conto IP DisplayPort (sing bisa uga mung panrima, mung pemancar utawa gabungan panrima lan pemancar) ing Desainer Platform utawa Katalog IP. Nalika parameterize conto IP DisplayPort, sampeyan bisa milih kanggo generate mantanample desain kanggo konfigurasi tartamtu. Digabungake panrima lan desain pemancar punika passthrough prasaja, ngendi output saka panrima feed langsung menyang pemancar. Desain passthrough tetep nggawe PHY panrima kanthi fungsi, PHY pemancar, lan blok konfigurasi ulang sing ngetrapake kabeh logika transceiver lan PLL. Sampeyan bisa langsung nyalin bagean desain sing cocog, utawa nggunakake desain kasebut minangka referensi. Desain ngasilake DisplayPort Intel Arria 10 FPGA IP Design Example lan banjur nambah akeh saka files kui langsung menyang dhaftar kompilasi digunakake dening project Intel Quartus Prime. Iki kalebu:

• Files kanggo nggawe kedadean IP parameterized kanggo transceiver, PLLs lan reconfig pamblokiran.
• Verilog HDL files kanggo nyambungake IP kasebut menyang PHY panrima tingkat sing luwih dhuwur, PHY pemancar, lan blok Arbiter Konfigurasi Ulang Transceiver
• Synopsys design constraint (SDC) files kanggo nyetel watesan wektu sing cocog.

Fitur Desain Konversi Format Video 8K DisplayPort Example

• Input:
  • Konektivitas DisplayPort 1.4 ndhukung résolusi saka 720 × 480 nganti 3840 × 2160 ing sembarang tingkat pigura nganti 60 fps, lan résolusi nganti 7680 × 4320 ing 30 fps.
  • Dhukungan hot-plug.
  • Dhukungan kanggo format warna RGB lan YCbCr (4:4:4, 4:2:2 lan 4:2:0) ing
    mlebu.
  • Piranti lunak kanthi otomatis ndeteksi format input lan nyetel pipa pangolahan kanthi tepat.
• Output:
  • Konektivitas DisplayPort 1.4 sing bisa dipilih (liwat switch DIP) kanggo resolusi 1080p, 1080i utawa 2160p ing 60 fps, utawa 2160p ing 30 fps.
  • Dhukungan hot-plug.
  • DIP ngalih kanggo nyetel format werna output sing dibutuhake menyang RGB, YCbCr 4:4:4, YCbCr 4:2:2, utawa YCbCr 4:2:0.
• Pipa pangolahan RGB 10-bit 8K tunggal kanthi skala sing bisa dikonfigurasi piranti lunak lan konversi tingkat bingkai:
  • 12-tutul Lanczos mudhun-scaler.
  • 16-phase, 4-tap Lanczos up-scaler.
  • Buffer pigura video telung buffering nyedhiyakake konversi tingkat pigura.
  • Mixer karo alpha-blending ngidini overlay lambang OSD.

Miwiti Desain Konversi Format Video 8K DisplayPort Example

Persyaratan Hardware lan Piranti Lunak

Desain Konversi Format Video 8K DisplayPort Example mbutuhake hardware lan software tartamtu.

Hardware:

• Intel Arria 10 GX FPGA Development Kit, kalebu DDR4 Hilo Putri Card
• Kartu putri Bitec DisplayPort 1.4 FMC (revisi 11)
• Sumber DisplayPort 1.4 sing ngasilake video nganti 3840x2160p60 utawa 7680x4320p30
• DisplayPort 1.4 sink sing nampilake video nganti 3840x2160p60
• Kabel DisplayPort 1.4 sing disertifikasi VESA.

Piranti lunak:

• Windows utawa Linux OS
• Intel Quartus Prime Design Suite v19.2, sing kalebu:
  • Intel Quartus Prime Pro Edition
  • Desainer Platform
  • Nios® II EDS
  • Pustaka IP FPGA Intel (kalebu Suite Pangolahan Video lan Gambar)

Desain mung bisa digunakake karo versi Intel Quartus Prime iki.

Ngundhuh lan Nginstal Desain Konversi Format Video Intel 8K DisplayPort Example

Desain kasedhiya ing Intel Design Store.

1. Ngundhuh proyek arsip file udx10_dp.par.
2. Ekstrak proyek Intel Quartus Prime saka arsip:
   • a. Bukak Intel Quartus Prime Pro Edition.
   • b. Klik File ➤ Open Project.
     Jendhela Open Project mbukak.
   • c. Navigasi menyang lan pilih udx10_dp.par file.
   • d. Klik Open.
   • e. Ing jendhela Open Design Template, setel folder Tujuan menyang lokasi sing dikarepake kanggo proyek sing diekstrak. Entri kanggo cithakan desain file lan jeneng proyek kudu bener lan sampeyan ora perlu ngganti.
   • f. Klik OK.

Desain Files kanggo Intel 8K DisplayPort Video Format Konversi Design Example

Tabel 1. Desain Files

File utawa Jeneng Folder	Katrangan
ip	Ngandhut conto IP files kanggo kabeh conto Intel FPGA IP ing desain: • IP DisplayPort (pemancar lan panrima) • A PLL sing ngasilake jam ing tingkat ndhuwur desain • Kabeh IP sing nggawe sistem Desainer Platform kanggo pipa pangolahan.
master_image	Ngandhut pre_compiled.sof, yaiku program papan sing wis dikompilasi file kanggo desain.
non_acds_ip	Ngandhut kode sumber kanggo IP tambahan ing desain iki sing Intel Quartus Prime ora kalebu.
sdc	Ngandhut SDC file sing nggambarake watesan wektu tambahan sing dibutuhake desain iki. SDC ing files klebu otomatis karo kedadean IP ora nangani alangan iki.
piranti lunak	Ngandhut kode sumber, perpustakaan, lan mbangun skrip kanggo piranti lunak sing nganggo prosesor Nios II sing dipasang kanggo ngontrol fungsionalitas desain tingkat dhuwur.
udx10_dp	Folder ing ngendi Intel Quartus Prime ngasilake output files kanggo sistem Designer Platform. Output udx10_dp.sopcinfo file ngijini sampeyan kanggo generate initialization memori file kanggo memori piranti lunak prosesor Nios II. Sampeyan ora kudu ngasilake sistem Desainer Platform sing lengkap.
non_acds_ip.ipx	Iki IPX file ngumumake kabeh IP ing folder non_acds_ip menyang Desainer Platform supaya katon ing Perpustakaan IP.
README.txt	instruksi Brief kanggo mbangun lan mbukak desain.
ndhuwur.qpf	Proyek Intel Quartus Prime file kanggo desain.
ndhuwur.qsf	Setelan proyek Intel Quartus Prime file kanggo desain. Iki file dhaptar kabeh files dibutuhake kanggo mbangun desain, bebarengan karo assignments pin lan sawetara setelan project liyane.
ndhuwur.v	Verilog HDL tingkat paling dhuwur file kanggo desain.
udx10_dp.qsys	Sistem Desainer Platform sing ngemot pipa pangolahan video, prosesor Nios II, lan periferal.

Nglumpukake Desain Konversi Format Video 8K DisplayPort Example
Intel nyedhiyakake pemrograman papan sing wis dikompilasi file kanggo desain ing direktori master_image (pre_compiled.sof) kanggo ngidini sampeyan mbukak desain tanpa mbukak kompilasi lengkap.
LANGKAH:

1. Ing piranti lunak Intel Quartus Prime, bukak proyek top.qpf file. Arsip sing diundhuh nggawe iki file nalika sampeyan unzip proyek.
2. Klik File ➤ Bukak banjur pilih ip/dp_rx_tx/dp_rx_tx.ip. GUI editor parameter kanggo IP DisplayPort mbukak, nuduhake paramèter kanggo conto DisplayPort ing desain.
3. Klik Generate Example Design (ora Generate).
4. Nalika generasi rampung, nutup editor parameter.
5. In File Explorer, navigasi menyang direktori piranti lunak lan unzip arsip vip_control_src.zip kanggo ngasilake direktori vip_control_src.
6. Ing terminal BASH, navigasi menyang piranti lunak / script lan mbukak script shell build_sw.sh.
   Skrip mbangun piranti lunak Nios II kanggo desain. Iku nggawe loro .elf file sing bisa diundhuh ing papan nalika mbukak, lan .hex file kanggo ngumpulake menyang program Papan .sof file.
7. Ing piranti lunak Intel Quartus Prime, klik Processing ➤ Start Compilation.
   • Intel Quartus Prime ngasilake sistem Desainer Platform udx10_dp.qsys.
   • Intel Quartus Prime nyetel proyek kasebut menyang top.qpf.

Kompilasi nggawe top.sof ing output_files direktori nalika rampung.

Viewing lan Regenerating Sistem Desainer Platform

1. Klik Tools ➤ Platform Designer.
2. Pilih jeneng sistem.qsys kanggo pilihan sistem Desainer Platform.
3. Klik Open.
   Platform Designer mbukak sistem.
4. Review sistem.
5. Regenerasi sistem:
   • a. Klik Generate HDL...
   • b. Ing Jendela Generasi, aktifake direktori output Clear kanggo target generasi sing dipilih.
   • c. Klik Generate

Nglumpukake Desain Konversi Format Video 8K DisplayPort Example karo Nios II Software Mbangun Tools kanggo Eclipse
Sampeyan nyiyapake ruang kerja Nios II Eclipse interaktif kanggo desain kanggo ngasilake ruang kerja sing nggunakake folder sing padha karo skrip mbangun. Yen sampeyan sadurunge mbukak skrip mbangun, sampeyan kudu mbusak folder piranti lunak/vip_control lan piranti lunak/vip_control_bsp sadurunge nggawe ruang kerja Eclipse. Yen sampeyan mbukak maneh skrip mbangun ing sembarang titik, bakal nimpa ruang kerja Eclipse.
LANGKAH:

1. Navigasi menyang direktori piranti lunak lan unzip arsip vip_control_src.zip kanggo generate direktori vip_control_src.
2. Ing direktori proyek sing diinstal, gawe folder anyar lan jenenge ruang kerja.
3. Ing piranti lunak Intel Quartus Prime, klik Tools ➤ Nios II Software Build Tools for Eclipse.
   • a. Ing jendhela Workspace Launcher, pilih folder workspace sing digawe.
   • b. Klik OK.
4. Ing jendhela Nios II - Eclipse, klik File ➤ Anyar ➤ Aplikasi Nios II lan BSP saka Cithakan.
   Aplikasi Nios II lan BSP saka kothak dialog Cithakan katon.
   • a. Ing Informasi SOPC File kothak, pilih udx10_dp/ udx10_dp.sopcinfo file. Nios II SBT kanggo Eclipse ngisi jeneng CPU kanthi jeneng prosesor saka .sopcinfo file.
   • b. Ing kothak jeneng Proyek, ketik vip_control.
   • c. Pilih Proyek Kosong saka dhaptar Template.
   • d. Klik Sabanjure.
   • e. Pilih Gawe proyek BSP anyar adhedhasar template proyek aplikasi kanthi jeneng proyek vip_control_bsp.
   • f. Aktifake Gunakake lokasi standar.
   • g. Klik Rampung kanggo nggawe aplikasi lan BSP adhedhasar .sopcinfo file.
     Sawise BSP ngasilake, proyek vip_control lan vip_control_bsp katon ing tab Project Explorer.
5. Ing Windows Explorer, salin isi direktori software/vip_control_src menyang direktori software/vip_control sing mentas digawe.
6. Ing tab Project Explorer ing jendhela Nios II - Eclipse, klik-tengen ing folder vip_control_bsp banjur pilih Nios II > BSP Editor.
   • a. Pilih Ora ana saka menu gulung mudhun kanggo sys_clk_timer.
   • b. Pilih cpu_timer saka menu gulung mudhun kanggo kapingamp_timer.
   • c. Aktifake enable_small_c_library.
   • d. Klik Generate.
   • e. Nalika generasi rampung, klik Exit.
7. Ing tab Project Explorer, klik-tengen ing direktori vip_control lan klik Properties.
   1. a. Ing jendhela Properties for vip_control, nggedhekake properti Aplikasi Nios II lan klik Jalur Aplikasi Nios II.
   2. b. Klik Tambah… ing jejere Library Projects.
   3. c. Ing jendhela Library Projects, navigasi menyang udx10.dp\spftware \vip_control_src direktori lan pilih bkc_dprx.syslib direktori.
   4. d. Klik OK. Pesen katon Ngonversi menyang path relatif. Klik Ya.
   5. e. Baleni langkah 7.b ing kaca 8 lan 7.c ing kaca 8 kanggo direktori bkc_dptx.syslib lan bkc_dptxll_syslib
   6. f. Klik OK.
8. Pilih Project ➤ Build All kanggo ngasilake file vip_control.elf ing direktori software/vip_control.
9. Mbangun file mem_init file kanggo kompilasi Intel Quartus Prime:
   1. a. Klik kanan vip_control di jendela Project Explorer.
   2. b. Pilih Nggawe Target ➤ Build….
   3. c. Pilih mem_init_generate.
      d. Klik Mbangun.
      Piranti lunak Intel Quartus Prime ngasilake
      udx10_dp_onchip_memory2_0_onchip_memory2_0.hex file ing direktori software/vip_control/mem_init.
10. Kanthi desain mlaku ing Papan disambungake, mbukak program vip_control.elf file digawe dening Eclipse mbangun.
    • a. Klik kanan folder vip_control ing tab Project Explorer ing jendela Nios II -Eclipse.
    • b. Pilih Run As ➤ Nios II Hardware. Yen sampeyan mbukak jendhela terminal Nios II, tutup sadurunge ndownload piranti lunak anyar.

Nyiyapake Kit Pangembangan FPGA Intel Arria 10 GX
Njlèntrèhaké carane nyiyapake kit kanggo mbukak 8K DisplayPort Video Format Konversi Desain Example.

Figure 1. Intel Arria 10 GX Development Kit karo HiLo Putri Card
Tokoh nuduhake Papan karo sink panas biru dibusak kanggo nuduhake posisi kertu DDR4 Hilo. Intel nyaranake sampeyan ora mbukak desain tanpa sink panas ing posisi.

LANGKAH:

1. Pasang kertu Bitec DisplayPort 1.4 FMC menyang papan pangembangan nggunakake FMC Port A.
2. Priksa manawa saklar daya (SW1) dipateni, banjur sambungake konektor daya.
3. Sambungake kabel USB menyang komputer lan menyang Konektor MicroUSB (J3) ing papan pangembangan.
4. Pasang kabel DisplayPort 1.4 antarane sumber DisplayPort lan port panrima kertu Bitec DisplayPort 1.4 FMC lan mesthekake sumber aktif.
5. Pasang kabel DisplayPort 1.4 ing antarane tampilan DisplayPort lan port Transmitter saka kertu Bitec DisplayPort 1.4 FMC lan priksa manawa tampilan kasebut aktif.
6. Nguripake papan nggunakake SW1.

LED Status Papan, Tombol Push lan Ngalih DIP
Kit Pengembangan FPGA Intel Arria 10 GX duwe wolung LED status (karo pemancar ijo lan abang), telung tombol push pangguna lan wolung switch DIP pangguna. Desain Konversi Format Video 8K DisplayPort Example madhangi LED kanggo nunjukaké negara link panrima DisplayPort. Tombol push lan switch DIP ngidini sampeyan ngganti setelan desain.

LED Status

Tabel 2. Status LED

LED	Katrangan
LED abang
0	Kalibrasi EMIF DDR4 lagi ditindakake.
1	Kalibrasi EMIF DDR4 gagal.
7:2	Ora dienggo.
LED ijo
0	Madhangi nalika latihan link panrima DisplayPort rampung kanthi sukses, lan desain nampa video sing stabil.
5:1	Jumlah jalur panrima DisplayPort: 00001 = 1 jalur 00010 = 2 jalur 00100 = 4 jalur
7:6	kacepetan lane panrima DisplayPort: 00 = 1.62 Gbps 01 = 2.7 Gbps 10 = 5.4 Gbps 11 = 8.1 Gbps

Tabel kasebut nampilake status sing dituduhake saben LED. Saben posisi LED duwe indikator abang lan ijo sing bisa madhangi kanthi mandiri. Sembarang LED oranye mencorong tegese indikator abang lan ijo urip.

Tombol Push pangguna
Tombol push pangguna 0 ngontrol tampilan logo Intel ing pojok tengen ndhuwur tampilan output. Ing wiwitan, desain mbisakake tampilan logo. Pencet tombol push 0 ngaktifake tampilan logo. Tombol push pangguna 1 ngontrol mode skala desain. Nalika sumber utawa sink disambungake panas, desain bakal dadi salah siji:

• Mode passthrough, yen resolusi input kurang saka utawa padha karo resolusi output
• Mode Downscale, yen resolusi input luwih gedhe tinimbang resolusi output

Saben sampeyan menet tombol push pangguna 1, desain diganti menyang mode skala sabanjure (passthrough > upscale, upscale > downscale, downscale > passthrough). Tombol push pangguna 2 ora digunakake.

Pangguna DIP Ngalih
Ngalih DIP ngontrol printing terminal Nios II opsional lan setelan kanggo format video output mimpin liwat pemancar DisplayPort.

Tabel 3. DIP Ngalih
Tabel kasebut nampilake fungsi saben switch DIP. Ngalih DIP, nomer 1 kanggo 8 (ora 0 kanggo 7), cocog karo nomer dicithak ing komponen ngalih. Kanggo nyetel saben ngalih menyang ON, pindhah saklar putih menyang LCD lan adoh saka LED ing Papan.

Ngalih	Fungsi
1	Mbisakake printing terminal Nios II nalika disetel kanggo ON.
2	Setel bit output saben werna: OFF = 8 bit ON = 10 bit
4:3	Setel spasi werna output lan 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	Setel resolusi output lan pigura tingkat: SW4 OFF, SW3 OFF = 4K60 SW4 OFF, SW3 ON = 4K30 SW4 ON, SW3 OFF = 1080p60 SW4 ON, SW3 ON = 1080i60
8:7	Ora dienggo

Nglakokake Desain Konversi Format Video DisplayPort 8K Example
Sampeyan kudu ngundhuh .sof sing dikompilasi file kanggo desain kanggo Intel Arria 10 GX FPGA Development Kit kanggo mbukak desain.
LANGKAH:

1. Ing piranti lunak Intel Quartus Prime, klik Tools ➤ Programmer.
2. Ing jendhela Programmer, klik Deteksi Otomatis kanggo mindai file JTAG chain lan temokake piranti sing disambungake.
   Yen jendhela pop-up katon njaluk sampeyan nganyari dhaptar piranti Programmer, klik Ya.
3. Ing dhaptar piranti, pilih baris kanthi label 10AX115S2F45.
4. Klik Ganti File…
   • Kanggo nggunakake versi precompiled saka program file sing kalebu Intel minangka bagéan saka download desain, pilih master_image/pre_compiled.sof.
   • Kanggo nggunakake program sampeyan file digawe dening kompilasi lokal, pilih output_files/top.sof.
5. Aktifake Program / Konfigurasi ing baris 10AX115S2F45 saka dhaptar piranti.
6. Klik Mulai.
   Nalika programmer rampung, desain bakal mlaku kanthi otomatis.
7. Mbukak terminal Nios II kanggo nampa pesen teks output saka desain, yen desain dikunci sawise sawetara owah-owahan ngalih (mung yen sampeyan nyetel pangguna DIP ngalih 1 kanggo ON).
   • a. Bukak jendhela terminal lan ketik nios2-terminal
   • b. Pencet Enter.

disambungake ing input. Tanpa sumber, output layar ireng karo logo Intel ing pojok tengen ndhuwur layar.

Deskripsi Fungsional saka Desain Konversi Format Video DisplayPort 8K Example

Sistem Desainer Platform, udx10_dp.qsys, ngemot panrima DisplayPort lan IP protokol pemancar, IP pipa video, lan komponen prosesor Nios II. Desain kasebut nyambungake sistem Desainer Platform menyang panrima DisplayPort lan logika PHY pemancar (sing ngemot transceiver antarmuka) lan logika konfigurasi ulang transceiver ing tingkat paling dhuwur ing desain Verilog HDL RTL. file (ndhuwur.v). Desain kasebut kalebu jalur pangolahan video siji ing antarane input DisplayPort lan output DisplayPort.

Gambar 2. Blok Diagram
Diagram nuduhake pamblokiran ing 8K DisplayPort Video Format Konversi Desain Example. Diagram ora nuduhake sawetara peripheral umum disambungake menyang Nios II, Avalon-MM antarane prosesor Nios II, lan komponen liyane saka sistem. Desain kasebut nampa video saka sumber DisplayPort ing sisih kiwa, ngolah video liwat pipa video saka kiwa menyang tengen sadurunge ngirim video menyang sink DisplayPort ing sisih tengen.

DisplayPort Receiver PHY lan DisplayPort Receiver IP
Kertu Bitec DisplayPort FMC nyedhiyakake buffer kanggo sinyal DisplayPort 1.4 saka sumber DisplayPort. Kombinasi DisplayPort Receiver PHY lan DisplayPort Receiver IP decode sinyal sing mlebu kanggo nggawe stream video. DisplayPort panrima PHY ngemot transceiver kanggo deserialize data mlebu lan DisplayPort panrima IP decodes protokol DisplayPort. Gabungan DisplayPort Receiver IP ngolah sinyal DisplayPort sing mlebu tanpa piranti lunak. Sinyal video sing diasilake saka IP panrima DisplayPort minangka format streaming paket asli. Desain ngatur panrima DisplayPort kanggo output 10-bit.

DisplayPort menyang IP Video Clocked
Output format data streaming packetized dening panrima DisplayPort ora langsung kompatibel karo format data video clock sing dikarepake IP Input Video Clocked. DisplayPort to Clocked Video IP minangka IP khusus kanggo desain iki. Ngonversi output DisplayPort dadi format video clocked sing kompatibel sing bisa disambungake langsung menyang Input Video Clocked. DisplayPort to Clocked Video IP bisa ngowahi standar sinyal kabel lan bisa ngowahi urutan bidang warna ing saben piksel. Standar DisplayPort nemtokake urutan warna sing beda karo pesenan IP pipa video Intel. Prosesor Nios II ngontrol swap warna. Iki maca ruang warna saiki kanggo transmisi saka IP panrima DisplayPort kanthi antarmuka budak Avalon- MM. Iki ngarahake DisplayPort menyang IP Video Clocked kanggo aplikasi koreksi sing cocog karo antarmuka budak Avalon-MM.

Input Video Jam
Input video clocked ngolah sinyal antarmuka video clock saka DisplayPort menyang IP Video Clocked lan ngowahi format sinyal Video Avalon-ST. Format sinyal iki ngudani kabeh informasi blanking horisontal lan vertikal saka video mung ninggalake data gambar aktif. IP packetizes minangka siji paket saben pigura video. Iki uga nambah paket metadata tambahan (disebut minangka paket kontrol) sing nggambarake resolusi saben pigura video. Avalon-ST Video stream liwat pipe Processing papat piksel ing podo karo, karo telung simbol saben piksel. Input video clock nyedhiyakake jam nyebrang kanggo konversi saka sinyal video clock rate variabel saka IP panrima DisplayPort menyang tingkat jam tetep (300 MHz) kanggo pipa IP video.

Stream Cleaner
Pembersih stream mesthekake yen sinyal Video Avalon-ST sing mlebu menyang pipa pangolahan ora ana kesalahan. Hot plugging saka sumber DisplayPort bisa nimbulaké desain kanggo saiki pigura data pepak menyang IP input video clocked lan kanggo generate kasalahan ing asil Avalon-ST Video stream. Ukuran paket sing ngemot data video kanggo saben pigura banjur ora cocog karo ukuran sing dilapurake dening paket kontrol sing gegandhengan. Stream cleaner ndeteksi kondisi kasebut lan nambah data tambahan (piksel abu-abu) menyang mburi paket video sing nyerang kanggo ngrampungake pigura lan cocog karo spesifikasi ing paket kontrol.

Chroma Resampler (Input)
Data video sing ditampa desain ing input saka DisplayPort bisa uga 4:4:4, 4:2:2, utawa 4:2:0 chroma s.ampLED. Input kroma resampler njupuk video sing mlebu ing format apa wae lan ngowahi dadi 4:4:4 ing kabeh kasus. Kanggo nyedhiyakake kualitas visual sing luwih dhuwur, chroma resampler nggunakake algoritma saring paling komputasi larang. Prosesor Nios II maca chroma s saikiampformat ling saka IP panrima DisplayPort liwat antarmuka budak Avalon-MM. Iku komunikasi format kanggo res chromaampler liwat antarmuka abdi Avalon-MM sawijining.

Konverter Ruang Warna (Input)
Data video input saka DisplayPort bisa uga nggunakake ruang warna RGB utawa YCbCr. Konverter ruang warna input njupuk video sing mlebu ing format apa wae lan ngowahi dadi RGB ing kabeh kasus. Prosesor Nios II maca spasi werna saiki saka IP panrima DisplayPort karo antarmuka abdi Avalon-MM; iku mbukak koefisien konversi bener kanggo res chromaampler liwat antarmuka abdi Avalon-MM sawijining.

Clipper
Clipper milih area aktif saka stream video sing mlebu lan mbuwang sisane. Kontrol piranti lunak sing mlaku ing prosesor Nios II nemtokake wilayah sing kudu dipilih. Wilayah kasebut gumantung saka resolusi data sing ditampa ing sumber DisplayPort lan resolusi output lan mode skala. Prosesor komunikasi wilayah menyang Clipper liwat antarmuka budak Avalon-MM.

Scaler
Desain ditrapake skala kanggo data video sing mlebu miturut resolusi input sing ditampa, lan resolusi output sing dibutuhake. Sampeyan uga bisa milih antarane telung mode skala (upscale, downscale lan passthrough). Loro IP Skalar nyedhiyakake fungsionalitas skala: siji ngleksanakake downscaling sing dibutuhake; liyane ngleksanakake upscaling. Desain mbutuhake loro scaler.

• Nalika scaler ngleksanakake downscale, iku ora gawé data bener ing saben siklus jam ing output sawijining. Kanggo example, yen ngleksanakake rasio downscale 2x, sinyal bener ing output dhuwur saben siklus jam liyane nalika desain ditampa saben baris input malah nomer, lan banjur kurang kanggo kabeh baris input nomer ganjil. Prilaku bledosan iki minangka dhasar kanggo proses nyuda tingkat data ing output, nanging ora kompatibel karo IP Mixer hilir, sing umume ngarepake tingkat data sing luwih konsisten supaya ora ana underflow ing output. Desain mbutuhake Frame Buffer antarane downscale lan mixer. Frame Buffer ngidini Mixer maca data kanthi tingkat sing dibutuhake.
• Nalika scaler ngleksanakake upscale, mrodhuksi data bener ing saben siklus jam, supaya mixer ing ngisor iki ora masalah. Nanging, bisa uga ora nampa data input anyar ing saben siklus jam. Njupuk upscale 2x minangka mantanampNanging, ing baris output malah nomer nampa beat anyar saka data saben siklus jam liyane, banjur ora nampa data input anyar ing baris output nomer ganjil. Nanging, Clipper hulu bisa ngasilake data kanthi tingkat sing beda banget yen nggunakake klip sing signifikan (contone, nalika zoom-in). Mulane, Clipper lan upscale kudu umume dipisahake dening Frame Buffer, mbutuhake Scaler kanggo njagong sawise Frame Buffer ing pipeline. Scaler kudu njagong sadurunge Frame Buffer kanggo downscales, supaya desain ngleksanakake loro scalers kapisah salah siji sisih Frame Buffer: siji kanggo upscale; liyane kanggo downscale.

Loro Scaler uga nyuda bandwidth DDR4 maksimum sing dibutuhake dening Frame Buffer. Sampeyan kudu tansah aplikasi downscales sadurunge Frame Buffer, minimalake tingkat data ing sisih nulis. Tansah aplikasi upscales sawise Frame Buffer, kang minimalake tingkat data ing sisih diwaca. Saben Scaler entuk resolusi input sing dibutuhake saka paket kontrol ing stream video sing mlebu, nalika prosesor Nios II karo antarmuka budak Avalon-MM nyetel resolusi output kanggo saben Scaler.

Frame Buffer
Pigura buffer nggunakake memori DDR4 kanggo nindakake telung buffering sing ngidini pipo Processing video lan gambar kanggo nindakake konversi pigura tingkat antarane pigura mlebu lan metu. Desain kasebut bisa nampa tingkat pigura input apa wae, nanging tingkat piksel total ora kudu ngluwihi 1 giga piksel per detik. Piranti lunak Nios II nyetel tingkat pigura output dadi 30 utawa 60 fps, miturut mode output sing sampeyan pilih. Tingkat pigura output minangka fungsi saka setelan Output Video Clocked lan jam piksel video output. Backpressure sing Output Video Clocked ditrapake kanggo pipeline nemtokake tingkat ing sisih maca Frame Buffer narik pigura video saka DDR4.

Pengaduk
Mixer ngasilake gambar latar mburi ireng ukuran tetep sing program prosesor Nios II kanggo cocog ukuran gambar output saiki. Mixer duwe rong input. Input pisanan nyambung menyang upscaler kanggo ngidini desain kanggo nuduhake output saka pipo video saiki. Input kapindho nyambung menyang blok generator lambang. Desain mung mbisakake input pisanan mixer nalika ndeteksi aktif, video stabil ing input video clocked. Mulane, desain njaga gambar output stabil ing output nalika panas-plugging ing input. Desain alpha nyampur input kaping pindho menyang mixer, disambungake menyang generator lambang, ing latar mburi lan gambar pipa video kanthi transparansi 50%.

Konverter Ruang Warna (Output)
Konverter ruang warna output ngowahi data video RGB input dadi ruang warna RGB utawa YCbCr adhedhasar setelan runtime saka piranti lunak.

Chroma Resampler (Keluaran)
Output chroma resampler ngowahi format saka 4:4:4 kanggo salah siji saka 4:4:4, 4:2:2, utawa 4:2:0 format. Piranti lunak nyetel format. Output chroma resampler uga nggunakake algoritma saring kanggo entuk video kualitas dhuwur.

Output Video Clocked
Output video clocked ngowahi stream Video Avalon-ST menyang format video clocked. Output video clocked nambah blanking horisontal lan vertikal lan informasi wektu sinkronisasi kanggo video. Prosesor Nios II program setelan sing cocog ing output video clocked gumantung ing resolusi output lan pigura tingkat sing njaluk. Output video clock ngowahi jam kasebut, nyebrang saka jam pipa 300 MHz tetep menyang tingkat variabel saka video clock.

Video jam menyang DisplayPort
Komponen pemancar DisplayPort nampa data sing diformat minangka video clocked. Beda ing sinyal kabel lan deklarasi antarmuka saluran ing Desainer Platform nyegah sampeyan nyambungake Output Video Clocked langsung menyang IP pemancar DisplayPort. Komponen Video Clocked kanggo DisplayPort minangka IP khusus khusus desain kanggo nyedhiyakake konversi prasaja sing dibutuhake antarane Output Video Clocked lan IP pemancar DisplayPort. Iki uga ngganti urutan pesawat warna ing saben piksel kanggo nyathet standar format warna sing beda-beda sing digunakake dening Avalon-ST Video lan DisplayPort.

DisplayPort Transmitter IP lan DisplayPort Transmitter PHY
IP pemancar DisplayPort lan pemancar DisplayPort PHY bebarengan bisa ngowahi stream video saka video clocked menyang stream DisplayPort tundhuk. IP pemancar DisplayPort nangani protokol DisplayPort lan ngodhe data DisplayPort sing bener, nalika pemancar DisplayPort PHY ngemot transceiver lan nggawe output serial kanthi kacepetan dhuwur.

Prosesor lan Periferal Nios II
Sistem Desainer Platform ngemot prosesor Nios II, sing ngatur panrima DisplayPort lan pemancar IP lan setelan runtime kanggo pipa pangolahan. Prosesor Nios II nyambung menyang periferal dhasar iki:

• Memori on-chip kanggo nyimpen program lan data.
• AJTAG UART kanggo nampilake output printf piranti lunak (liwat terminal Nios II).
• Timer sistem kanggo ngasilake telat tingkat milidetik ing macem-macem titik ing piranti lunak, kaya sing dibutuhake dening spesifikasi DisplayPort durasi acara minimal.
• LED kanggo nampilake status sistem.
• Push-tombol ngalih kanggo ngidini ngoper antarane mode scaling lan kanggo ngaktifake lan mateni tampilan logo Intel.
• DIP ngalih kanggo ngidini ngoper format output lan ngaktifake lan mateni printing pesen menyang terminal Nios II.

Acara hot-plug ing loro sumber DisplayPort lan gangguan geni sink sing micu Prosesor Nios II kanggo ngatur pemancar DisplayPort lan pipa kanthi bener. Daur ulang utama ing kode piranti lunak uga ngawasi nilai kasebut ing tombol push lan switch DIP lan ngganti persiyapan pipa.

Pengontrol I²C
Desain kasebut ngemot rong pengontrol I²C (Si5338 lan PS8460) kanggo ngowahi setelan saka telung komponen liyane ing Kit Pengembangan FPGA Intel Arria 10 10 GX. Loro generator jam Si5338 ing Intel Arria 10 GX FPGA Development Kit nyambung menyang bus I²C sing padha. Pisanan ngasilake jam referensi kanggo DDR4 EMIF. Kanthi gawan, jam iki disetel kanggo 100 MHz kanggo nggunakake 1066 MHz DDR4, nanging desain iki nganggo DDR4 ing 1200 MHz, kang mbutuhake jam referensi 150 MHz. Nalika wiwitan, prosesor Nios II, liwat periferal pengontrol I²C, ngganti setelan ing peta register saka Si5338 pisanan kanggo nambah kacepetan jam referensi DDR4 dadi 150MHz. Generator jam Si5338 kapindho ngasilake vid_clk kanggo antarmuka video clocked antarane pipa lan IP pemancar DisplayPort. Sampeyan kudu nyetel kacepetan jam iki kanggo saben resolusi output beda lan pigura tingkat didhukung dening desain. Sampeyan bisa nyetel kacepetan ing wektu mbukak nalika Nios II prosesor mbutuhake. kertu putri Bitec DisplayPort 1.4 FMC nggunakake Parade PS8460 jitter reresik repeater lan retimer. Ing wiwitan, prosesor Nios II ngowahi setelan standar komponen iki kanggo nyukupi syarat desain.

Deskripsi Piranti Lunak

Desain Konversi Format Video 8K DisplayPort Example kalebu IP saka Intel Video lan Gambar Processing Suite lan antarmuka DisplayPort IP Kabeh IP iki bisa ngolah pigura data tanpa melu-melu luwih nalika persiyapan bener. Sampeyan kudu ngleksanakake kontrol tingkat dhuwur external kanggo persiyapan IP kanggo miwiti lan nalika sistem diganti, contone, DisplayPort panrima utawa pemancar acara hot-plug utawa pangguna push tombol aktivitas. Ing desain iki, prosesor Nios II, sing nganggo piranti lunak kontrol bespoke, nyedhiyakake kontrol tingkat dhuwur. Ing wiwitan piranti lunak:

• Nyetel jam ref DDR4 kanggo 150 MHz kanggo ngidini 1200 MHz kacepetan DDR, banjur ngreset memori eksternal IP antarmuka kanggo recalibrate ing jam referensi anyar.
• Nggawe PS8460 DisplayPort repeater lan retimer.
• Inisialisasi panrima DisplayPort lan antarmuka pemancar.
• Inisialisasi IP pipa pangolahan.

Nalika inisialisasi rampung, piranti lunak mlebu terus-terusan, mriksa, lan nanggepi sawetara acara.

Owah-owahan menyang Mode Scaling
Desain ndhukung telung mode skala dhasar; passthrough, upscale, lan downscale. Ing mode passthrough, desain ora nggawe skala video input, ing mode upscale desain upscales video input, lan ing mode downscale desain downscales video input.
Papat pamblokiran ing pipa pangolahan; Clipper, downscaler, upscaler lan Mixer nemtokake presentation saka output final ing saben mode. Piranti lunak ngontrol setelan saben blok gumantung saka resolusi input saiki, resolusi output, lan mode skala sing sampeyan pilih. Umume kasus, Clipper ngliwati input sing ora diowahi, lan ukuran latar mburi Mixer ukurane padha karo versi video input sing ukurane final. Nanging, yen resolusi video input luwih gedhe tinimbang ukuran output, iku ora bisa kanggo aplikasi upscale kanggo video input tanpa clipping pisanan. Yen resolusi input kurang saka output lunak ora bisa aplikasi downscale tanpa aplikasi lapisan latar mburi Mixer sing luwih gedhe tinimbang lapisan video input, kang nambah bar ireng sak video output.

Tabel 4. Pangolahan Blok Pipeline
Tabel iki nampilake tumindak papat blok pipa pangolahan ing saben sangang kombinasi mode skala, resolusi input lan resolusi output.

Mode	ing > metu	ing = metu	ing < metu
Passthrough	Klip kanggo ukuran output Ora downscale	Ora ana klip Ora downscale	Ora ana klip Ora downscale
terus…

Mode	ing > metu	ing = metu	ing < metu
	Ora upscale Ora ana wates ireng	Ora upscale Ora ana wates ireng	Ora upscale Bantalan wewatesan ireng kanggo ukuran output
Upscale	Klip dadi ukuran output 2/3 Ora ana downscale Upscale kanggo ukuran output Ora wewatesan ireng	Klip dadi ukuran output 2/3 Ora ana downscale Upscale kanggo ukuran output Ora wewatesan ireng	Ora ana klip Ora downscale Upscale kanggo ukuran output Ora wewatesan ireng
Downscale	Ora ana klip Downscale kanggo ukuran output Ora upscale Ora ana wates ireng	Ora ana klip Downscale kanggo ukuran output Ora upscale Ora ana wates ireng	Ora ana klip Downscale kanggo 2/3 ukuran input Ora upscale Bantalan wewatesan ireng kanggo ukuran output

Ngganti antarane mode kanthi mencet tombol push pangguna 1. Piranti lunak ngawasi nilai ing tombol push ing saben roto liwat daur ulang (iku lunak debounce) lan configures IPs ing pipo Processing jumbuh.

Owah-owahan ing Input DisplayPort
Ing saben roto liwat daur ulang piranti lunak polling status Input Video Clocked, looking kanggo owah-owahan ing stabilitas stream video input. Piranti lunak nganggep video kasebut stabil yen:

• Input Video Jam nglaporake manawa video jam kasebut kasil dikunci.
• Résolusi input lan ruang warna ora ana owah-owahan wiwit roto sadurunge liwat loop.

Yen input stabil nanging wis ilang kunci utawa properti stream video wis diganti, piranti lunak mandhegake Input Video Jam sing ngirim video liwat saluran pipa. Iku uga nyetel Mixer kanggo mungkasi nampilake lapisan video input. Output tetep aktif (nuduhake layar ireng lan logo Intel) sajrone acara hotplug panrima utawa owah-owahan resolusi.
Yen input ora stabil nanging saiki stabil, piranti lunak ngonfigurasi pipa kanggo nampilake resolusi input anyar lan ruang warna, miwiti maneh output saka CVI, lan nyetel Mixer kanggo nampilake lapisan video input maneh. Ngaktifake maneh lapisan mixer ora langsung amarga Frame Buffer isih bisa mbaleni pigura lawas saka input sadurunge lan desain kudu mbusak pigura kasebut. Banjur sampeyan bisa ngaktifake maneh tampilan supaya ora glitching. Pigura buffer tetep count saka nomer pigura diwaca saka DDR4, kang Nios II prosesor bisa maca. Piranti lunak samples count iki nalika input dadi stabil lan mbisakake maneh lapisan Mixer nalika count wis tambah dening patang pigura, kang njamin desain flushes metu sembarang pigura lawas saka buffer.

DisplayPort pemancar Hot-plug Events
Acara hot-plug ing pemancar DisplayPort ngobong interupsi ing piranti lunak sing nyetel gendera kanggo menehi tandha puteran piranti lunak utama babagan owah-owahan ing output. Nalika desain ndeteksi plug panas pemancar, software maca EDID kanggo tampilan anyar kanggo nemtokake kang Résolusi lan werna spasi ndhukung. Yen sampeyan nyetel DIP ngalih menyang mode sing tampilan anyar ora bisa ndhukung, lunak bali menyang mode tampilan kurang nuntut. Banjur ngatur pipa, IP pemancar DisplayPort, lan bagean Si5338 sing ngasilake vid_clk pemancar kanggo mode output anyar. Nalika input ndeleng owah-owahan, lapisan Mixer kanggo video input ora ditampilake minangka piranti lunak suntingan setelan kanggo pipeline. Piranti lunak ora ngaktifake maneh
tampilan nganti sawise patang pigura nalika setelan anyar liwat pigura
panyangga.

Owah-owahan menyang Setelan Ngalih pangguna DIP
Posisi pangguna DIP ngalih 2 kanggo 6 ngontrol format output (resolusi, pigura tingkat, spasi werna lan bit saben werna) mimpin liwat pemancar DisplayPort. Nalika piranti lunak ndeteksi owah-owahan ing ngalih DIP iki, mlaku liwat urutan sing meh podho rupo karo plug panas pemancar. Sampeyan ora perlu takon EDID pemancar amarga ora owah.

Riwayat Revisi kanggo AN 889: Desain Konversi Format Video DisplayPort 8K Example

Tabel 5. Riwayat révisi kanggo AN 889: Desain Konversi Format Video DisplayPort 8K Example

Versi Dokumen	Owah-owahan
2019.05.30	Rilis wiwitan.

Intel Corporation. Kabeh hak dilindhungi undhang-undhang. Intel, logo Intel, lan merek Intel liyane minangka merek dagang saka Intel Corporation utawa anak perusahaan. Intel njamin kinerja produk FPGA lan semikonduktor kanggo specifications saiki miturut babar pisan standar Intel, nanging nduweni hak kanggo owah-owahan ing sembarang produk lan layanan ing sembarang wektu tanpa kabar. Intel ora tanggung jawab utawa tanggung jawab sing muncul saka aplikasi utawa panggunaan informasi, produk, utawa layanan sing diterangake ing kene kajaba sing disepakati kanthi tinulis dening Intel. Pelanggan Intel disaranake njupuk versi paling anyar saka spesifikasi piranti sadurunge ngandelake informasi sing diterbitake lan sadurunge nggawe pesenan kanggo produk utawa layanan.
* Jeneng lan merek liyane bisa diklaim minangka properti wong liya.

Dokumen / Sumber Daya

intel AN 889 8K DisplayPort Format Video Desain Konversi Example [pdf] Pandhuan pangguna AN 889 8K DisplayPort Format Video Desain Konversi Example, AN 889, 8K DisplayPort Video Format Konversi Desain Example, Desain Konversi Format Example, Desain Konversi Example

Referensi

• Manual pangguna