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

33.3.1. TMO IPのインターフェイス

IPには、3つの機能インターフェイス、3つのクロックドメイン、および3つのリセットがあります。

機能インターフェイス

TMO IPには、3つの機能インターフェイスがあります。

  • インテルFPGAビデオストリーム入力インターフェイス (axi4s_vid_in)
  • インテルFPGAビデオストリーム出力インターフェイス (axi4s_vid_out)
  • 外部Avalonメモリーマップド互換CPUインターフェイス (av_mm_cpu_agent)

インテルFPGAビデオ・ストリーミング・プロトコルは、データを交換するコンポーネントを接続するための標準インターフェイスです。

Avalonメモリーマップド・インターフェイス

IPの外部CPUインターフェイスは、コントロール・レジスターおよびステータスレジスターにアクセスするAvalonメモリーマップド・インターフェイスです。

CPU制御インターフェイスの場合、TMO IPはAvalonメモリーマップド・プロトコルを使用します。AXI4プロトコルは、プラットフォーム・デザイナーでネイティブにサポートされています。Avalonメモリーマップド・インターフェイスとの間で自動的に適応できます。

Avalonメモリーマップド・インターフェイスは、ホストとエージェントの接続に典型的なアドレスベースの読み出しおよび書き込みインターフェイスです。ホストは転送要求を開始するインターフェイスで、エージェントは転送要求を受信するインターフェイスです。Avalonメモリーマップド・インターフェイスを使用すると、TMO IP Avalonメモリーマップド・インターフェイス (Avalonメモリーマップド・エージェント) をエンベデッドARMプロセッサーまたはNios V/gプロセッサーなどのソフト・システム・プロセッサー (Avalonメモリーマップド・ホスト) に接続することで、TMO IP内のパラメーターを動的に制御できます。

TMO IPは、IPドライバーとAPI関数を使用して、Avalonメモリーマップド・インターフェイス経由で制御できます。

信号名

Avalon仕様名

方向

幅 (ビット) 説明

av_mm_cpu_agent_address

address

ホストからエージェント

7

ホストの場合、デフォルトでは、アドレス信号はバイトアドレスを表します。アドレスの値はデータ幅と一致する必要があります。データワード内の特定のバイトに書き込むには、ホストは byteenable 信号を使用する必要があります。

エージェントの場合、デフォルトでは、インターコネクトはバイトアドレスをエージェントのアドレス空間内のワードアドレスに変換します。エージェントの観点から見ると、各エージェントは1ワードのデータにアクセスします。

av_mm_cpu_agent_byteenable

byteenable

ホストからエージェント

4

8ビットを超える幅のインターフェイスでの転送中に、1つ以上の特定のバイトレーンをイネーブルします。byteenable の各ビットは、writedata および readdata のバイトに対応します。byteenable のホストビット<n>は、IPがバイト<n>に書き込んでいるかどうかを示します。書き込み中、byteenable はIPが書き込むバイトを指定します。他のバイトはエージェントによって無視される必要があります。

読み出し中、byteenable はホストがどのバイトを読み出しているかを示します。副作用なしで読み出しデータを返すエージェントは、読み出し中に byteenable 信号を自由に無視できます。インターフェイスに byteenable 信号がない場合、転送はすべての byteenable 信号がアサートされたかのように進行します。byteenable 信号の複数のビットがアサートされると、アサートされたすべてのレーンが隣接します。

TMO IPは、byteenable 信号を無視します。

av_mm_cpu_agent_write

write

ホストからエージェント

1 書き込み転送を示すためにアサートされます。存在する場合は、writedata が必要です。書き込みをサポートするインターフェイスに必要です。

av_mm_cpu_agent_writedata

writedata

ホストからエージェント

32 書き込み転送用のデータ。両方が存在する場合、幅は readdata の幅と同じである必要があります。書き込みをサポートするインターフェイスに必要です。

av_mm_cpu_agent_read

read

ホストからエージェント

1 読み出し転送を示すためにアサートされます。存在する場合は、readdata が必要です。読み出しをサポートするインターフェイスに必要です。

av_mm_cpu_agent_readdata

readdata

エージェントからホスト

32 読み出し転送に応じて、readdata をエージェントからホストに送信します。読み出しをサポートするインターフェイスに必要です。

av_mm_cpu_agent_readdatavalid

readdatavalid

エージェントからホスト

1 可変遅延のパイプライン読み出し転送に使用します。アサートされると、readdata 信号に有効なデータが含まれていることを示します。バーストカウント値<n>の読み出しバーストの場合、readdatavalid 信号は読み出しデータ項目ごとに1回ずつ、<n> 回アサートされる必要があります。読み出しの受け入れと readdatavalid のアサートの間に少なくとも1サイクルのレイテンシーを確保してください。エージェントは、waitrequestを使用して新しいコマンドを停止しているかどうかに関係なく、ホストにデータを転送するために読み出しデータが有効であるとアサートできます。ホストがパイプライン読み出しをサポートする場合は必須です。読み出し機能を備えたバーストホストには、readdatavalid 信号が含まれている必要があります。

av_mm_cpu_agent_waitrequest

waitrequest

エージェントからホスト

1

エージェントは、読み出しまたは書き込みリクエストに応答できない場合に、waitrequest をアサートします。インターコネクトが転送を続行する準備ができるまで、ホストを強制的に待機させます。すべての転送の開始時に、ホストは転送を開始し、waitrequest がデアサートされるまで待機します。ホストは、ホストがアイドル状態のときの waitrequest のアサート状態を想定してはなりません。待機リクエストは、システム・プロパティーに応じてHigh、またはLowになる場合もあります。待機要求がアサートされると、エージェントへのホスト・コントロール信号は、バースト転送の開始を除いて一定のままである必要があります。

Avalonメモリーマップド・エージェントは、アイドルサイクル中に waitrequest をアサートする場合があります。Avalonメモリーマップド・ホストは、waitrequest がアサートされたときにトランザクションを開始し、その信号がデアサートされるまで待機することがあります。システムのロックアップを回避するには、エージェント デバイスはリセット時に waitrequest をアサートする必要があります。

クロック

表 579.  TMO IPクロック
信号名

方向

幅 (ビット) 関連インターフェイス 説明
internal_cpu_clock_clk

入力

1 該当なし ソフトプロセッサーベースのマッピングLUTの入力クロック
external_cpu_clock_clk 入力 1 CPU制御インターフェイス

外部CPU制御インターフェイスの入力クロック

video_clock_clk 入力 1 ビデオ入力および出力インターフェイス ビデオおよび処理データパスの入力クロック
表 580.  ビデオクロック周波数範囲の値
デバイスファミリー 周波数範囲 (MHz)
インテルCyclone 10 GX 150~300
インテルArria 10 150~300
インテルStratix 10 150~400
Intel Agilex® 7 150~600

周波数は以下によって異なります。

  • 並列ピクセル数
  • 最大ビデオ解像度
  • フレームレート
  • ビデオブランク領域
  • デバイスファミリー

3つの入力クロックはすべて互いに非同期です。TMO IPには内部的に、シングルビット信号とデータバス信号の両方のケースに対応するクロックドメイン・クロッシング (CDC) 回路が含まれており、3つの非同期クロックドメイン間でのデータ交換を安全に行うことができます。TMO IPには、必要なすべての情報をタイミング・アナライザーに提供するエンベデッド .sdc ファイルも含まれています。システム統合の場合、デザインでTMO IPをインスタンス化するときに必要な制約は次のとおりです。

  • ビデオクロックのクロック周波数制約 (video_clock_clk)
  • プロセッサー・クロック (external_cpu_clock_clk)
  • ソフトプロセッサー・ベースのマッピングLUTジェネレーター・クロック (internal_cpu_clock_clk)

リセット

名前 方向 幅 (ビット) 種類 関連インターフェイス 説明
internal_cpu_reset_reset 入力 1 アクティブHigh 該当なし ソフトプロセッサーベースのマッピングLUTジェネレーターの入力リセット
external_cpu_reset_reset 入力 1 アクティブHigh CPU制御 外部CPU制御インターフェイスの入力リセット
video_reset_reset 入力 1 アクティブHigh ビデオ入力および出力インターフェイス ビデオおよび処理データパスの入力リセット

リセット信号をTMO IPに接続する前に、それらがそれぞれの関連クロックドメインと同期されていることを確認してください。プラットフォーム・デザイナーは、このタスクのためにReset Bridge IPを提供します。