Video and Vision Processing Suite Intel® FPGA IPユーザーガイド

ID 683329
日付 6/26/2023
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ドキュメント目次
1. Video and Vision Processing Suiteについて 2. Video and Vision Processing IPのスタートガイド 3. Video and Vision Processing IPの機能の説明 4. Video and Vision Processing IPインターフェイス 5. Video and Vision Processing IPレジスター 6. Video and Vision Processing IPのソフトウェア・プログラミング・モデル 7. Protocol Converter Intel® FPGA IP 8. 3D LUT Intel® FPGA IP 9. AXI-Stream Broadcaster Intel® FPGA IP 10. Bits per Color Sample Adapter Intel FPGA IP 11. Chroma Key Intel® FPGA IP 12. Chroma Resampler Intel® FPGA IP 13. Clipper Intel® FPGA IP 14. Clocked Video Input Intel® FPGA IP 15. Clocked Video to Full-Raster Converter Intel® FPGA IP 16. Clocked Video Output Intel® FPGA IP 17. Color Space Converter Intel® FPGA IP 18. Deinterlacer Intel® FPGA IP 19. FIR Filter Intel® FPGA IP 20. Frame Cleaner Intel® FPGA IP 21. Full-Raster to Clocked Video Converter Intel® FPGA IP 22. Full-Raster to Streaming Converter Intel® FPGA IP 23. Genlock Controller Intel® FPGA IP 24. Generic Crosspoint Intel® FPGA IP 25. Genlock Signal Router Intel® FPGA IP 26. Guard Bands Intel® FPGA IP 27. Interlacer Intel® FPGA IP 28. Mixer Intel® FPGA IP 29. Parallel Converter Intel® FPGA IPのピクセル 30. Scaler Intel® FPGA IP 31. Stream Cleaner Intel® FPGA IP 32. Switch Intel® FPGA IP 33. Tone Mapping Operator Intel® FPGA IP 34. Test Pattern Generator Intel® FPGA IP 35. Video and Vision Monitor Intel FPGA IP 36. Video Frame Buffer Intel® FPGA IP 37. Video Frame Reader Intel FPGA IP 38. Video Frame Writer Intel FPGA IP 39. Video Streaming FIFO Intel® FPGA IP 40. Video Timing Generator Intel® FPGA IP 41. Warp Intel® FPGA IP 42. デザイン・セキュリティー 43. Video and Vision Processing Suiteユーザーガイドの文書改訂履歴

3. Video and Vision Processing IPの機能の説明

Video and Vision Processing IPは、インテルFPGAストリーミング・ビデオ・プロトコルに準拠しています。

リセット動作

IPは同期リセットを採用しており、システムリセットには最小256クロックサイクルの継続時間が必要です。AXI仕様に従って、コンポーネントからのすべてのTVALID 信号と TREADY 信号は、リセット中およびリセットのデアサート後の少なくとも1サイクルの間、Lowになります。

TUSER使用率

このプロトコルは、TDATA/8TUSER 幅を指定します。ここでの TDATA は少なくとも16ビットであり、常に8で割り切れます。TUSER の2 LSBは、パケットがコントロール (フルバリアントのみ) であるかデータ (ビット1) であるかを示し、ビデオの新しいフィールド (ビット0) の開始を示します。Intel Video and Vision Processing IPは、未使用のビット (ビット2以降) を駆動しません。インテル Quartus Primeは、合成中にそれらを最適化します。IPは、TUSER のビット2以降で駆動されるデータを無視し、伝播しません。

TVALIDおよびTREADYの使用法

このプロトコルは、入力インターフェイスが、対応する TREADY をアサートする前に TVALID がアサートされるまで待機できることを指定します。ただし、インテルのビデオおよびビジョン・プロセシングIPシンクは、入力 TVALID がアサートされるかどうかに関係なく、TREADY をアサートします。サードパーティーIPがビデオおよびビジョン・プロセシングIPシンクを駆動し、ソースに対するこのAXIルールを尊重しない場合でも、ビデオパイプは正しく動作します。

図 2. ビデオ処理パイプラインの例

この図は、HDMIを介したビデオの入出力、DDRへのフレームストレージ、プロセッサーによって制御されるさまざまなビデオ処理機能で構成される一般的なビデオ処理パイプラインを示しています。

IPのLite modeをオフにすると、パイプラインにはライトモードから変換するためのプロトコル・コンバーターが含まれます。それ以外の場合、IPはプロトコル・コンバーターを必要としません。

ビデオデータは、さまざまな場所でパイプラインをさまざまな形式で通過します。HDMI接続IPは、クロックビデオをクロックビデオからフルラスター・コンバーターIPに渡します。このIPは、ストリーミング・フルラスター形式を出力します。

フルラスターからストリーミング・ビデオへのコンバーターは、ストリーミング・フルラスター・データをインテルFPGAストリーミング・ビデオ・データ・パケットに変換します。次に、(オプションで) IPは、プロトコル・コンバーターIPによって追加のメタパケットを含むフルバリアントに変換されます。ビデオデータは、IPが逆変換を実行するパイプラインの最後まで、この形式のままです。

図 3. インテル・クロックビデオのフルラスター・ビデオデータへの変換
図 4. フルラスターからストリーミング・ビデオデータへの変換

図 5. ライトからフルのインテルFPGAストリーミング・ビデオデータへの変換この図は、プロトコル・コンバーターによって実行されるライトバリアントからフルバリアントへのオプションの変換を示しています。

インテルFPGAストリーミング・ビデオ・プロトコルでは、IPがピクセルデータのパケットでビデオフィールドを送信すると規定されています。1つのパケットはビデオの各ラインを伝送し、フィールドの開始は tuser[0] で示されます。プロトコル・コンバーターは、ピクセル・データ・パケットに画像情報パケットとフィールド終了パケットを追加します。IPは、プロトコル・コンバーターのコントロール・レジスターから画像情報パケットの情報を取得します。

ほとんどのIPは、現在のフィールドの終了後に動作を更新し、必要に応じて新しい制御設定に切り替えます。フルバリアントIPは、フィールド終了パケットの存在によって現在のフィールドの終了を検出します。ライトバリアントIPでは、メタパケットの恩恵を受けずに、行数をカウントし、このカウントを IMG_INFO_HEIGHT レジスターの値と比較する必要があります。もしくは、IPは tuser[0] を検出するまで待機し、次のフィールドの開始をマークします。