SDI II Intel® FPGA IPユーザーガイド

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ID 683133
日付 10/05/2023
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ドキュメント目次
ドキュメント目次 x
1. SDI II Intel® FPGA IPのクイック・リファレンス 2. SDI II IPコアの概要 3. SDI II IPコアのスタートガイド 4. SDI II IPコアのパラメーター 5. SDI II IPコアの機能の説明 6. SDI II IPコアの信号 7. SDI II IPコアのデザイン事項 8. SDI II IPコアのテストベンチとデザイン例 9. SDI II Intel® FPGA IPユーザーガイド・アーカイブ 10. SDI II Intel® FPGA IPユーザーガイドの改訂履歴
2. SDI II IPコアの概要 x
2.1. リリース情報 2.2. デバイスファミリーのサポート 2.3. 概要 2.4. パフォーマンスとリソース使用率
3. SDI II IPコアのスタートガイド x
3.1. Intel® FPGA IPコアのインストールとライセンス取得 3.2. デザインのウォークスルー 3.3. SDI II IPコアのコンポーネント・ファイル 3.4. SDI II IPコアデザインのコンパイル 3.5. FPGAのプログラミング
3.1. Intel® FPGA IPコアのインストールとライセンス取得 x
3.1.1. Intel® FPGA IP Evaluation Mode
3.2. デザインのウォークスルー x
3.2.1. 新しい インテル® Quartus® Primeプロジェクトの作成 3.2.2. IP Catalogの起動 3.2.3. IPコアのパラメーター化 3.2.4. デザイン例とシミュレーション・テストベンチの生成
5. SDI II IPコアの機能の説明 x
5.1. プロトコル 5.2. トランシーバー 5.3. サブモジュール 5.4. オプション機能
5.1. プロトコル x
5.1.1. トランスミッター 5.1.2. レシーバー
5.3. サブモジュール x
5.3.1. ラインの挿入 5.3.2. CRCの挿入/チェック 5.3.3. ペイロードIDの挿入 5.3.4. TRSの一致 5.3.5. スクランブラー 5.3.6. TXサンプル 5.3.7. クロック・イネーブル・ジェネレーター 5.3.8. RXサンプル 5.3.9. ビデオ規格の検出 5.3.10. 検出1および1/1.001レート 5.3.11. トランシーバー・コントローラー 5.3.12. デスクランブラー 5.3.13. TRSアライナー 5.3.14. 3Gb Demux 5.3.15. ラインの抽出 5.3.16. ペイロードIDの抽出 5.3.17. フォーマットの検出 5.3.18. ストリームの同期 5.3.19. SDビットの変換 5.3.20. 同期ビットの挿入 5.3.21. 同期ビットの削除
5.4. オプション機能 x
5.4.1. HD-SDIデュアルリンクから3G-SDI (Level B) への変換 5.4.2. 3G-SDI (Level B) からHD-SDIデュアルリンクへの変換 5.4.3. SMPTE RP168切り替えのサポート 5.4.4. デュアル/トリプルレート用の20ビットSDインターフェイス 5.4.5. Arria V、Cyclone V、Stratix VデバイスのダイナミックTXクロック切り替え 5.4.6. インテルFPGAビデオ・ストリーミング・インターフェイス
5.4.6. インテルFPGAビデオ・ストリーミング・インターフェイス x
5.4.6.1. RGBピクセルのパッキング 5.4.6.2. YCbCr 444ピクセルのパッキング 5.4.6.3. YCbCr 422ピクセルのパッキング 5.4.6.4. サポートされているモード
6. SDI II IPコアの信号 x
6.1. SDI II IPコアのリセットとクロック 6.2. トランスミッターのプロトコル信号 6.3. レシーバーのプロトコル信号 6.4. トランシーバー信号 6.5. トランスミッターのストリーミング・ビデオおよびコントロール信号 6.6. レシーバーのストリーミング・ビデオおよびコントロール信号
6.2. トランスミッターのプロトコル信号 x
6.2.1. イメージマッピング
6.3. レシーバーのプロトコル信号 x
6.3.1. rx_format
7. SDI II IPコアのデザイン事項 x
7.1. トランシーバーの処理ガイドライン 7.2. タイミング違反 7.3. SDI II IPコアのレジスター
7.1. トランシーバーの処理ガイドライン x
7.1.1. Arria V、Cyclone V、およびStratix Vデバイスでのトランシーバーの処理 7.1.2. インテル® Arria® 10、 インテル® Cyclone® 10 GX、および インテル® Stratix® 10デバイスでのトランシーバーの処理 7.1.3. Intel Agilex® 7 Fタイルデバイスでのトランシーバーの処理
7.1.1. Arria V、Cyclone V、およびStratix Vデバイスでのトランシーバーの処理 x
7.1.1.1. トランシーバー・リコンフィグレーション・コントローラーの変更 7.1.1.2. リコンフィグレーション管理の変更 7.1.1.3. リコンフィグレーション・ルーターの変更
7.1.2. インテル® Arria® 10、 インテル® Cyclone® 10 GX、および インテル® Stratix® 10デバイスでのトランシーバーの処理 x
7.1.2.1. トランシーバーのNative PHY IPコアでのRX CDRリファレンス・クロックの変更 7.1.2.2. 同じチャネル内でのシンプレックス・モード・トランシーバーの結合 7.1.2.3. トリプルレートおよびマルチレートに対する生成されたリコンフィグレーション管理の使用 7.1.2.4. 同じチャネル内での独立したRXおよびTX動作の確保 7.1.2.5. インテル® Arria® 10および インテル® Cyclone® 10 GXデバイスのフィッター段階での潜在的な配線問題 7.1.2.6. インテル® Arria® 10および インテル® Cyclone® 10 GXデバイスを使用したSDIマルチレートRXの制約のないクロック 7.1.2.7. 未使用のトランシーバー・チャネル 7.1.2.8. インテル® Stratix® 10デバイスのコアロジックへのトランシーバー・リファレンス・クロック・ピンの配線
7.1.3. Intel Agilex® 7 Fタイルデバイスでのトランシーバーの処理 x
7.1.3.1. System PLL Clocking Mode 7.1.3.2. RXトランシーバーの設定 7.1.3.3. TXトランシーバーの設定 7.1.3.4. 未使用のトランシーバー・タイル 7.1.3.5. ダイナミック・リコンフィグレーション 7.1.3.6. FVH同期信号を受信する外部VCXOによるSD-SDIタイミングジッター
7.1.3.2. RXトランシーバーの設定 x
7.1.3.2.1. マルチレート・デザイン 7.1.3.2.2. トリプルレート・デザイン 7.1.3.2.3. シングルレート・デザイン
7.3. SDI II IPコアのレジスター x
7.3.1. SDI II Txの概要 7.3.2. SDI II Txレジスターの説明 7.3.3. SDI II Rxレジスターの概要 7.3.4. SDI II Rxレジスターの説明
8. SDI II IPコアのテストベンチとデザイン例 x
8.1. インテル® Arria® 10、 インテル® Cyclone® 10 GX、 インテル® Stratix® 10、および Intel Agilex® 7 Fタイルデバイスのデザイン例 8.2. Arria V、Cyclone V、Stratix Vデバイスのデザイン例
8.1. インテル® Arria® 10、 インテル® Cyclone® 10 GX、 インテル® Stratix® 10、および Intel Agilex® 7 Fタイルデバイスのデザイン例 x
8.1.1. デザイン例プリセット
8.2. Arria V、Cyclone V、Stratix Vデバイスのデザイン例 x
8.2.1. デザイン例コンポーネント 8.2.2. デザイン・リファレンス 8.2.3. SDI II IPコアデザインのシミュレーション
8.2.1. デザイン例コンポーネント x
8.2.1.1. ビデオ・パターン・ジェネレーター 8.2.1.2. トランシーバー・リコンフィグレーション・コントローラー 8.2.1.3. リコンフィグレーション管理 8.2.1.4. リコンフィグレーション・ルーター 8.2.1.5. Avalon® Memory-Mappedインターフェイス・トランスレーター
8.2.2. デザイン・リファレンス x
8.2.2.1. ビデオ・パターン・ジェネレーターの信号 8.2.2.2. トランシーバー・リコンフィグレーション・コントローラー信号 8.2.2.3. リコンフィグレーション管理パラメーター 8.2.2.4. リコンフィグレーション・ルーター信号
8.2.3. SDI II IPコアデザインのシミュレーション x
8.2.3.1. シミュレーションのランタイム
1. SDI II Intel® FPGA IPのクイック・リファレンス
2. SDI II IPコアの概要
3. SDI II IPコアのスタートガイド
4. SDI II IPコアのパラメーター
5. SDI II IPコアの機能の説明
6. SDI II IPコアの信号
7. SDI II IPコアのデザイン事項
8. SDI II IPコアのテストベンチとデザイン例
9. SDI II Intel® FPGA IPユーザーガイド・アーカイブ
10. SDI II Intel® FPGA IPユーザーガイドの改訂履歴

7.1.3.1. System PLL Clocking Mode

SDI II Intel FPGA IPで生成されたデザイン例では、データパスが3つのオンボードシステムPLLの1つによってクロックされるSystem PLL Clocking Modeを使用します。

図 50. System PLL Clocking Mode

System PLLの出力周波数はPMAリカバリークロックよりも高くする必要があります。これは、System PLL Clocking ModeのFIFOの書き込み側が常にFIFOの読み出し側よりも遅いクロック領域で動作するようにするためです。これにより、これら2つのクロックドメイン間のデータ遷移中にデータが失われることがなくなります。

以下の表は、さまざまなSDIモードのSystem PLL最小出力周波数をまとめたものです。

表 32.  さまざまなSDIモードのSystem PLL最小出力周波数の要約
SDIモード System PLL最小出力周波数
HD-SDIシングルレート 150MHz
3G-SDIシングルレート 300MHz
トリプルレートSDI (最大3G-SDI) 300MHz
マルチレートSDI (最大12G-SDI) 600MHz

システムPLL出力クロックは他のプロトコルと共有できます。例えば、イーサネットIPが800+MHzのより高いクロック周波数を必要とする場合、800+MHzでクロックを出力し、このクロックをSDI II IPとイーサネットIPの間で共有するようにSystem PLLをコンフィグレーションする必要があります。

トランシーバーのデータパスはSDI IIコアで必要なクロック周波数よりも高いクロック周波数でクロックされるため、SDI IIコアで必要な低速クロックドメインにデータを転送するにはDC FIFOが必要です。F-Tile PMA/FEC Direct PHY Intel FPGA IPを使用すると、2つのリカバリークロックを出力できます。1つは (System PLL出力)/2 クロック、もう1つはSDI IIコアに必要な低速クロックです。SDI II IPコアは、74.25MHzのリカバリークロックを必要とするHD-SDIを除き、すべてのデータレートでPMAからの148.5MHzのリカバリークロックを予期します。

もう1つ注意すべき点は、System PLL Clocking Modeでのデータ有効性のカスタムケイデンスです。System PLL出力クロックは実際のデータレートよりも高いクロック周波数で動作しているため、PHYに送受信されるデータはすべてのクロックサイクルで有効であるとは限りません。RX側では、rx_Parallel_data[38] は、DCFIFOの書き込み要求ポートに接続できる復元データのdata_validビットを表します。TX側では、F-Tile PMA/FEC Direct PHY IPには、カスタムケイデンス生成ポートとロジックをイネーブルする機能があります。このモードがイネーブルになると、「tx_cadence」という名前の追加のインターフェイス・ポートが導入されます。この信号は、tx_parallel_dataのdata_validビットをトグルする必要があるレートを示します。したがって、TX PHYとインターフェイスするDC FIFOの読み出し要求ポートとして機能するだけでなく、tx_parallel_dataのdata_validビットをTX PHYに切り替えることもできます。次の図は、PHY、DC FIFO、およびSDI IPコア間のインターフェイスを示しています。

図 51. RX PHY、DCFIFO、SDI II RX IPコア間のデータフローとインターフェイス
図 52. TX PHY、DCFIFO、SDI II TX IPコア間のデータフローとインターフェイス
レベル 2 の表題