HDMI Intel® FPGA IPユーザーガイド

ダウンロード PDF
ID 683798
日付 12/04/2023
Public
ドキュメント目次
ドキュメント目次 x
1. HDMI Intel® FPGA IPクイック・リファレンス 2. HDMIの概要 3. HDMI Intel® FPGA IPの利用開始にあたって 4. HDMIのハードウェア・デザイン例 5. HDMIのソース 6. HDMIのシンク 7. HDMIのパラメーター 8. HDMIシミ​​ュレーション例 9. レジスター 10. HDMI Intel® FPGA IPユーザーガイド・アーカイブ 11. HDMI Intel® FPGA IPユーザーガイド改訂履歴
1. HDMI Intel® FPGA IPクイック・リファレンス x
1.1. 用語と頭字語
2. HDMI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. 機能のサポート 2.4. リソース使用率
3. HDMI Intel® FPGA IPの利用開始にあたって x
3.1. インテルFPGA IPコアのインストールとライセンス 3.2. IPのパラメーターとオプションの指定
3.1. インテルFPGA IPコアのインストールとライセンス x
3.1.1. Intel® FPGA IP Evaluation Mode
4. HDMIのハードウェア・デザイン例 x
4.1. HDMIハードウェア・デザイン例 ( インテル® Arria® 10、 インテル® Cyclone® 10 GX、 インテル® Stratix® 10、 Agilex® 7 Fタイルデバイス) 4.2. HDMIでのHDCPデザイン例 ( インテル® Arria® 10および インテル® Stratix® 10デバイス) 4.3. HDMIハードウェア・デザイン例 (Arria VおよびStratix Vデバイス)
4.3. HDMIハードウェア・デザイン例 (Arria VおよびStratix Vデバイス) x
4.3.1. HDMIハードウェア・デザインのコンポーネント 4.3.2. HDMIハードウェア・デザインの要件 4.3.3. デザインのウォークスルー
4.3.1. HDMIハードウェア・デザインのコンポーネント x
4.3.1.1. トランシーバー・ネイティブPHY (RX) 4.3.1.2. PLL Intel FPGA IPコア 4.3.1.3. PLL Reconfig Intel FPGA IPコア 4.3.1.4. マルチレート・リコンフィグレーション・コントローラー (RX) 4.3.1.5. オーバーサンプラー (RX) 4.3.1.6. DCFIFO 4.3.1.7. シンクのDisplay Data Channel (DDC) およびStatus and Control Data Channel (SCDC) 4.3.1.8. 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 4.3.1.9. VIPのバイパスとオーディオ、補助、およびInfoFrameバッファー 4.3.1.10. トランシーバー・ネイティブ PHY (TX) 4.3.1.11. トランシーバーPHYリセット・コントローラー 4.3.1.12. オーバーサンプラー (TX) 4.3.1.13. クロックイネーブル・ジェネレーター 4.3.1.14. プラットフォーム・デザイナー・システム
4.3.1.14. プラットフォーム・デザイナー・システム x
4.3.1.14.1. HDMIビデオストリームのVIPパススルー 4.3.1.14.2. ソースのSCDCコントローラー 4.3.1.14.3. ソースのリコンフィグレーション・コントローラー
4.3.3. デザインのウォークスルー x
4.3.3.1. ハードウェアのセットアップ 4.3.3.2. デザインファイルのコピー 4.3.3.3. デザインのビルドとコンパイル 4.3.3.4. 結果の確認
4.3.3.4. 結果の確認 x
4.3.3.4.1. プッシュボタン、DIPスイッチ、およびLEDの機能
5. HDMIのソース x
5.1. ソースの機能の詳細 5.2. ソース・インターフェイス 5.3. ソースのクロックツリー 5.4. リンク・トレーニングの手順 5.5. FRLクロックスキーム 5.6. 有効なビデオデータ 5.7. Support FRL = 0の場合のソースにおけるディープカラー実装 5.8. Support FRL = 1の場合のソースにおけるディープカラー実装 5.9. 可変リフレッシュ・レート (VRR) と自動低遅延モード (ALLM)
5.1. ソースの機能の詳細 x
5.1.1. ソースのスクランブラー、TMDS/TERC4エンコーダー 5.1.2. ソース・ビデオ・リサンプラー 5.1.3. ソースのWindow of Opportunityジェネレーター 5.1.4. ソースの補助パケット・エンコーダー 5.1.5. ソースの補助パケット・ジェネレーター 5.1.6. ソースの補助データパス・マルチプレクサー 5.1.7. ソースの補助コントロール・ポート 5.1.8. ソースのオーディオ・エンコーダー 5.1.9. HDCP 1.4 TXのアーキテクチャー 5.1.10. HDCP 2.3 TXのアーキテクチャー 5.1.11. FRLパケタイザー 5.1.12. FRL文字ブロックとスーパーブロックのマッピング 5.1.13. リードソロモン (RS) 前方誤り訂正 (FEC) の生成と挿入 5.1.14. FRLスクランブラーとエンコーダー 5.1.15. ソースのFRLリサンプラー 5.1.16. TXのコア-PHY間インターフェイス 5.1.17. I2Cマスター 5.1.18. ピクセルの反復 5.1.19. AXI4-Stream to Clocked Videoコンバーター (AXI2CV) 5.1.20. AXI4-Stream to Clocked Videoコンバーター (AXI2CV) におけるリマッピング 5.1.21. Avalonメモリーマップド・デマルチプレクサー 5.1.22. HDMI TXのレジスター 5.1.23. HDMI TXの割り込み 5.1.24. TX AXI4-Stream補助ブリッジ 5.1.25. TX補助ユーザーパケット 5.1.26. TX AXI4-Stream補助アービター 5.1.27. TX AXI4-Stream補助パケタイザー 5.1.28. TX Avalon-ST補助アービター
5.1.7. ソースの補助コントロール・ポート x
5.1.7.1. ソースのGeneral Control Packet (GCP) 5.1.7.2. ソースのAuxiliary Video Information (AVI) InfoFrameビットフィールド 5.1.7.3. ソースのHDMI Vendor Specific InfoFrame (VSI)
5.1.8. ソースのオーディオ・エンコーダー x
5.1.8.1. Audio InfoFrame (AI) バンドルのビットフィールド 5.1.8.2. Audio Metadataバンドルのビットフィールド
5.1.16. TXのコア-PHY間インターフェイス x
5.1.16.1. TXオーバーサンプラー 5.1.16.2. クロックイネーブル・ジェネレーター
6. HDMIのシンク x
6.1. シンクの機能の詳細 6.2. シンク・インターフェイス 6.3. シンクのクロックツリー 6.4. リンク・トレーニングの手順 6.5. Support FRL = 0の場合のシンクにおけるディープカラー実装 6.6. Support FRL = 1の場合のシンクにおけるディープカラー実装
6.1. シンクの機能の詳細 x
6.1.1. シンクのワード・アライメントとチャネルデスキュー 6.1.2. シンクのデスクランブラー、TMDS/TERC4デコーダー 6.1.3. シンクの補助デコーダー 6.1.4. シンクにおける補助パケットのキャプチャー 6.1.5. ソースのビデオ・リサンプラー 6.1.6. シンクの補助データポート 6.1.7. シンクのオーディオデコーダー 6.1.8. Status and Control Data Channel (SCDC) インターフェイス 6.1.9. HDCP 1.4 RXのアーキテクチャー 6.1.10. HDCP 2.3 RXのアーキテクチャー 6.1.11. FRLデパケタイザー 6.1.12. シンクのFRL文字ブロックとスーパーブロックのデマッパー 6.1.13. シンクのFRLデスクランブラーとデコーダー 6.1.14. シンクのFRLリサンプラー 6.1.15. RXのコア-PHY間インターフェイス 6.1.16. I2Cスレーブ 6.1.17. I2CおよびEDID RAMブロック 6.1.18. ピクセル反復の解除 6.1.19. クロック入力型のビデオからAXI4ストリームへの (CV2AXI) リマッピング 6.1.20. Clocked Video to AXI4-Streamコンバーター (CV2AXI) 6.1.21. Avalonメモリーマップド・デマルチプレクサー 6.1.22. HDMI RXのレジスター 6.1.23. HDMI RXの割り込み 6.1.24. RX AXI4-Stream補助ブリッジ 6.1.25. RX補助パケットフィルター 6.1.26. RX補助ユーザー・パケタイザー 6.1.27. 可変リフレッシュ・レート (VRR) と自動低遅延モード (ALLM)
6.1.6. シンクの補助データポート x
6.1.6.1. シンクのGeneral Control Packet (GCP) 6.1.6.2. シンクのAuxiliary Video Information (AVI) InfoFrameビットフィールド 6.1.6.3. シンクのHDMI Vendor Specific InfoFrame (VSI)
6.1.7. シンクのオーディオデコーダー x
6.1.7.1. Audio InfoFrame (AI) バンドルのビットフィールド 6.1.7.2. Audio Metadataバンドルのビットフィールド
6.1.15. RXのコア-PHY間インターフェイス x
6.1.15.1. RXオーバーサンプラー
7. HDMIのパラメーター x
7.1. HDMIソースのパラメーター 7.2. HDMIシンクのパラメーター
8. HDMIシミ​​ュレーション例 x
8.1. シミュレーションの概要
9. レジスター x
9.1. HDMIソースのレジスター 9.2. HDMIソースのAXI2CVレジスター 9.3. HDMIシンクのレジスター 9.4. HDMIシンクのCV2AXIレジスター
9.1. HDMIソースのレジスター x
9.1.1. HDMIソースコアのレジスターの概要
9.1.1. HDMIソースコアのレジスターの概要 x
9.1.1.1. STATUS_CONTROL (0x00) 9.1.1.2. IRQ_STATUS (0x01) 9.1.1.3. IRQ_MASK (0x02) 9.1.1.4. VIDEO_FORMAT (0x03) 9.1.1.5. AVI_CONTROL (0x08) 9.1.1.6. AVI_PACKET_DATA0 (0x09) 9.1.1.7. AVI_PACKET_DATA1 (0x0A) 9.1.1.8. AVI_PACKET_DATA2 (0x0B) 9.1.1.9. AVI_PACKET_DATA3 (0x0C) 9.1.1.10. VSI_CONTROL (0x0D) 9.1.1.11. VSI_PACKET_HEADER (0x0E) 9.1.1.12. VSI_PACKET_DATA0 (0x0F) 9.1.1.13. VSI_PACKET_DATA1 (0x10) 9.1.1.14. USER_PACKET_STATUS_CONTROL (0x12) 9.1.1.15. USER_PACKET_HEADER (0x013) 9.1.1.16. USER_PACKET_DATA0 (0x014) 9.1.1.17. USER_PACKET_DATA1 (0x015) 9.1.1.18. USER_PACKET_DATA2 (0x016) 9.1.1.19. USER_PACKET_DATA3 (0x017) 9.1.1.20. USER_PACKET_DATA4 (0x018) 9.1.1.21. USER_PACKET_DATA5 (0x019) 9.1.1.22. USER_PACKET_DATA6 (0x01A) 9.1.1.23. USER_PACKET_DATA7 (0x01B) 9.1.1.24. AUDIO_INFOFRAME_CONTROL (0x20) 9.1.1.25. AUDIO_INFOFRAME_PACKET_DATA0 (0x21) 9.1.1.26. AUDIO_INFOFRAME_PACKET_DATA1 (0x22) 9.1.1.27. AUDIO_METADATA_CONTROL (0x24) 9.1.1.28. AUDIO_METADATA_PACKET_HEADER (0x025) 9.1.1.29. AUDIO_METADATA_PACKET_DATA0 (0x026) 9.1.1.30. AUDIO_METADATA_PACKET_DATA1 (0x027) 9.1.1.31. AUDIO_METADATA_PACKET_DATA2 (0x028) 9.1.1.32. AUDIO_METADATA_PACKET_DATA3 (0x029) 9.1.1.33. AUDIO_METADATA_PACKET_DATA4 (0x02A) 9.1.1.34. AUDIO_METADATA_PACKET_DATA5 (0x02B) 9.1.1.35. SCDC_FRL_CONTROL (0x031)
9.2. HDMIソースのAXI2CVレジスター x
9.2.1. HDMIソースのAXI2CVレジスターの概要 9.2.2. HDMIソースAXI2CVレジスターの説明
9.2.2. HDMIソースAXI2CVレジスターの説明 x
9.2.2.1. STATUS (0x50) 9.2.2.2. VIDEO_MODE_MATCH (0x51) 9.2.2.3. VIDEO_MODE_BANK_SELECT (0x53) 9.2.2.4. VIDEO_MODE_CONTROL (0x54) 9.2.2.5. VIDEO_MODE_SAMPLE_COUNT (0x55) 9.2.2.6. VIDEO_MODE_F0_LINE_COUNT (0x56) 9.2.2.7. VIDEO_MODE_F1_LINE_COUNT (0x57) 9.2.2.8. VIDEO_MODE_HORIZONTAL_FRONT_PORCH (0x58) 9.2.2.9. VIDEO_MODE_HORIZONTAL_SYNC_LENGTH (0x59) 9.2.2.10. VIDEO_MODE_HORIZONTAL_BLANKING (0x5A) 9.2.2.11. VIDEO_MODE_VERTICAL_FRONT_PORCH (0x5B) 9.2.2.12. VIDEO_MODE_VERTICAL_SYNC_LENGTH (0x5C) 9.2.2.13. VIDEO_MODE_VERTICAL_BLANKING (0x5D) 9.2.2.14. VIDEO_MODE_F0_VERTICAL_FRONT_PORCH (0x5E) 9.2.2.15. VIDEO_MODE_F0_VERTICAL_SYNC_LENGTH (0x5F) 9.2.2.16. VIDEO_MODE_F0_VERTICAL_BLANKING (0x60) 9.2.2.17. VIDEO_MODE_ACTIVE_PICTURE_LINE (0x61) 9.2.2.18. VIDEO_MODE_F0_VERTICAL_RISING (0x62) 9.2.2.19. VIDEO_MODE_FIELD_RISING (0x63) 9.2.2.20. VIDEO_MODE_FIELD_FALLING (0x64) 9.2.2.21. VIDEO_MODE_HORIZONTAL_SYNC_POLARITY (0x6B) 9.2.2.22. VIDEO_MODE_VERTICAL_SYNC_POLARITY (0x6C) 9.2.2.23. VIDEO_MODE_VALID (0x6D)
9.3. HDMIシンクのレジスター x
9.3.1. HDMIシンクのレジスターの概要
9.3.1. HDMIシンクのレジスターの概要 x
9.3.1.1. STATUS (0x01) 9.3.1.2. IRQ_STATUS (0x02) 9.3.1.3. IRQ_MASK (0x03) 9.3.1.4. HOTPLUG (0x04) 9.3.1.5. LINK_MODE (0x05) 9.3.1.6. VIDEO_COLOUR (0x06) 9.3.1.7. AVI_PACKET_DATA0 (0x0C) 9.3.1.8. AVI_PACKET_DATA1 (0x0D) 9.3.1.9. AVI_PACKET_DATA2 (0x0E) 9.3.1.10. AVI_PACKET_DATA3 (0x0F) 9.3.1.11. USER_PACKET_FILTER (0x10) 9.3.1.12. USER_BUFFER_STATUS_CONTROL (0x11) 9.3.1.13. USER_BUFFER_LEVEL (0x12) 9.3.1.14. USER_BUFFER_DATA (0x13) 9.3.1.15. AUX_PACKET_FILTER (0x14) 9.3.1.16. AUDIO_INFOFRAME_PACKET_DATA0 (0x21) 9.3.1.17. AUDIO_INFOFRAME_PACKET_DATA1 (0x22) 9.3.1.18. AUDIO_METADATA_PACKET_HEADER (0x25) 9.3.1.19. AUDIO_METADATA_PACKET_DATA0 (0x26) 9.3.1.20. AUDIO_METADATA_PACKET_DATA1 (0x27) 9.3.1.21. AUDIO_METADATA_PACKET_DATA2 (0x28) 9.3.1.22. AUDIO_METADATA_PACKET_DATA3 (0x29) 9.3.1.23. AUDIO_METADATA_PACKET_DATA4 (0x2A) 9.3.1.24. AUDIO_METADATA_PACKET_DATA5 (0x2B) 9.3.1.25. VSI_PACKET_DATA0 (0x2C) 9.3.1.26. VSI_PACKET_DATA1 (0x2D) 9.3.1.27. SCDC_FRL_STATUS (0x2E) 9.3.1.28. SCDC_FRL_CONTROL (0x2F)
9.4. HDMIシンクのCV2AXIレジスター x
9.4.1. HDMIシンクのCV2AXIレジスターの概要 9.4.2. HDMIシンクCV2AXIレジスターの説明
9.4.2. HDMIシンクCV2AXIレジスターの説明 x
9.4.2.1. STATUS (0x50) 9.4.2.2. ACTIVE SAMPLE COUNT (0x52) 9.4.2.3. F0_ACTIVE_LINE_COUNT (0x53) 9.4.2.4. F1_ACTIVE_LINE_COUNT (0x54) 9.4.2.5. TOTAL_SAMPLE_COUNT (0x55) 9.4.2.6. F0_TOTAL_LINE_COUNT (0x56) 9.4.2.7. F1_TOTAL_LINE_COUNT (0x57) 9.4.2.8. COLOR_PATTERN (0x5C) 9.4.2.9. CONTROL (0x64)
1. HDMI Intel® FPGA IPクイック・リファレンス
2. HDMIの概要
3. HDMI Intel® FPGA IPの利用開始にあたって
4. HDMIのハードウェア・デザイン例
5. HDMIのソース
6. HDMIのシンク
7. HDMIのパラメーター
8. HDMIシミ​​ュレーション例
9. レジスター
10. HDMI Intel® FPGA IPユーザーガイド・アーカイブ
11. HDMI Intel® FPGA IPユーザーガイド改訂履歴

4.3.1.2. PLL Intel FPGA IPコア

PLL Intel FPGA IPコアをHDMI PLLとして使用し、HDMI RXまたはTX IPコアのRXまたはTXトランシーバー、リンクスピード、およびビデオクロックのリファレンス・クロックを生成します。

HDMI PLLでは、任意のTMDSクロックをリファレンスとして使用します。HDMIソースに関して、フレームバッファーを含むVIPパススルーデザインでは、別のクロックソースをHDMI PLLのリファレンスとすることができます。TXのHDMI PLLは、クロックあたりのシンボル数と色深度においてRXと同じ必要な出力周波数になります。

  • TMDSビットレートが3,400Mbpsから6,000Mbps (HDMI 2.0) の場合、TMDSクロックレートはTMDSビットレートの1/40です。HDMI PLLは、TMDSクロックの4倍でRX/TXトランシーバーのリファレンス・クロックを生成します。
  • TMDSビットレートが3,400Mbps未満 (HDMI 1.4b) の場合、TMDSクロックレートはTMDSビットレートの1/10です。HDMI PLLは、TMDSクロックと同じレートでRX/TXトランシーバーのリファレンス・クロックを生成します。
TMDSリンクがRX/TXトランシーバーの最小リンクレートを下回るTMDSビットレートで動作する場合、デザインではオーバーサンプリングが必要になり、係数5が選択されます。RX/TXトランシーバーの最小リンクレートは、デバイスファミリーやクロックあたりのシンボル数によって変わります。HDMI PLLは、TMDSクロックの5倍でRX/TXトランシーバーのリファレンス・クロックを生成します。
注: 送信パス (pll_hdmi_tx) のPLL Intel FPGAブロックは、トランシーバーPLLの隣の物理的な位置に配置します。
表 14.  8bpcビデオに必要なHDMI PLL出力周波数次の表は、サポートされるデバイスファミリーで8bpcビデオを使用時の、さまざまなTMDSクロックレートとクロックあたりのシンボル数において必要なHDMI PLL出力周波数の例を示しています。
デバイスファミリー クロックあたりのシンボル数 最小リンクレート (Gbps) TMDSビットレート (Mbps) オーバーサンプリング (5x) の要否 TMDSクロックレート (MHz) RX/TXトランシーバーRefclk (MHz) RX/TXリンクスピード・クロック (MHz) RX/TXビデオクロック (MHz)
Arria V 2 611 270 要 27 135 13.5 13.5
742.5 不要 74.25 74.25 37.125 37.125
1,485 不要 148.5 148.5 74.25 74.25
2,970 不要 297 297 148.5 148.5
4 1,000 270 要 27 135 6.75 6.75
742.5 要 74.25 371.25 18.5625 18.5625
1,485 不要 148.5 148.5 37.125 37.125
5,940 不要 148.5 594 148.5 148.5
Stratix V 2 611 540 要 54 270 27 27
1,620 不要 162 162 81 81
5,934 不要 148.35 593.4 296.7 296.7

8bpcまたは24bppを超える色深度は、ディープカラーとして定義されます。色深度が8bpcの場合、コアはTMDSクロックあたり1ピクセルのレートでピクセルを伝送します。これを超える色深度では、TMDSクロックはソース・ピクセル・クロックよりも高速に動作し、増加ビットに対してより大きな帯域幅を提供します。

TMDSクロックレートは、8ビットに対するピクセルサイズの比率で増加します。

  • 8ビット・モード: TMDSクロック = 1.0 × ピクセルまたはビデオクロック (1:1)
  • 10ビット・モード: TMDSクロック = 1.25 × ピクセルまたはビデオクロック (5:4)
  • 12ビット・モード: TMDSクロック = 1.5 × ピクセルまたはビデオクロック (3:2)
  • 16ビット・モード: TMDSクロック = 2 × ピクセルまたはビデオクロック (2:1)
表 15.  ディープカラー・ビデオに必要なHDMI PLL出力周波数次の表は、クロックあたりのシンボル数および色深度において必要なHDMI PLL出力周波数の例を示しています。
クロックあたりのシンボル数 オーバーサンプリング (5x) の要否 コンポーネントあたりのビット数 TMDSビットレート (Mbps) 3 TMDSクロックレート (MHz) RX/TXトランシーバーRefclk (MHz) RX/TXリンクスピード・クロック (MHz) RX/TXビデオクロック (MHz)
2 要 8 270 27 135 13.5 13.5
10 4 337.5 33.75 168.75 16.875 13.5
12 4 405 40.5 202.5 20.25 13.5
16 4 540 54 270 27 13.5
4 不要 8 1,485 148.5 148.5 37.125 37.125
10 4 1,856.25 185.625 185.625 46.40625 37.125
12 4 2,227.5 222.75 222.75 55.6875 37.125
16 4 2,970 297 297 74.25 37.125
HDMI PLLのデフォルトの周波数設定は各クロックに対する可能な最大値に固定されており、適切なタイミング解析を実現します。
注: このデフォルトの組み合わせは、いずれのHDMI解像度においても有効ではありません。コアは電源投入時に適切な設定にリコンフィグレーションされます。
3 TMDSビットレートはTMDS文字レートの10倍です。TMDS文字レートをピクセルクロック・レートから導出する方法については、HDMI Specifications を参照してください。
4 このリリースでは、ディープカラー・ビデオはVIPバイパスモードでのみ実行されます。VIPパススルーモードでは使用できません。
レベル 2 の表題