HDMI Intel® FPGA IPユーザーガイド

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ID 683798
日付 12/04/2023
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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

5.1.2. ソース・ビデオ・リサンプラー

ビデオ・リサンプラーは、デュアルクロックFIFO (DCFIFO) とギアボックスで構成されます。

ギアボックスでは、現在の色深度に基づき、コンポーネントあたり8、10、12、または16ビットのデータをコンポーネントあたり8ビットのデータに変換します。General Control Packet (GCP) は、色深度情報を伝達します。

図 16. ソース・ビデオ・リサンプラー信号フロー次の図は、ビデオ・リサンプラーのコンポーネントと、それらのコンポーネント間の信号フローを示しています。
リサンプラーは、HDMI 1.4b Specification Section 6.5 で示されている推奨位相エンコード方法に準拠しています。
  • 位相カウンターでは、最後のアクティブラインの最後のピクセルの最後のピクセルパッキング位相 (pp) をレジスターする必要があります。
  • その後、コアはpp値をGCPで接続シンクデバイスに送信し、パッキングの同期を行います。

HDMIケーブルでは、4つの異なるピクセルエンコード (HDMI 1.4b Specification Section 6.5 で示されるRGB 4:4:4、YCbCr 4:4:4、YCbCr 4:2:2、および HDMI 2.0b Specification Section 7.1 で示されるYCbCr 4:2:0) で送信することができます。

図 17. ピクセルデータ入力形式RGB/YCbCr 4:4:4次の図は、シンボルあたりのRGB/YCbCr 4:4:4色空間ピクセル・ビットフィールド・マッピングを示しています。実際の色深度が16bpc未満の場合、未使用のLSBは0に設定されます。
図 18. ピクセルデータ入力形式YCbCr 4:2:2次の図は、シンボルあたりのYCbCr 4:2:2色空間ピクセル・ビットフィールド・マッピングを示しています。4:4:4色空間と同様に、未使用のLSBは0に設定されます。YCbCr422は、24bpp (8bpc) HDMIトランスポートを使用して送信されます。24bpp (8bpc) の場合はGCP[3:0] を0x0または0x4に設定する必要があります。

Yサンプルの上位8ビットはチャネル1の8ビットにマッピングされ、下位4ビットはチャネル0の下位4ビットにマッピングされます。使用しているビットが12ビット未満の場合は、有効なビットを左詰めにし、最下位ビットより下のビットは0でパディングします。

Video Data Period内で送信される最初のピクセルには、Y0、Cb0、Cr0の3つのコンポーネントが含まれます。コンポーネントY0とCb0は最初のピクセル期間で送信され、Cr0は2番目のピクセル期間で送信されます。この2番目のピクセル期間には、2番目のピクセルの唯一の成分であるY1も含まれます。このように、リンクは2ピクセルごとに1つのCbサンプルを伝送し、2ピクセルごとに1つのCrサンプルを伝送します。これら2つのコンポーネント (CbとCr) は、リンクの同じ信号パスに多重化されます。

図 19. ピクセルデータ入力形式YCbCr 4:2:0次の図は、YCbCr 4:2:0色空間ピクセル・ビットフィールド・マッピングを示しています。4:4:4色空間と同様に、未使用のLSBは0に設定されます。

水平方向に連続する2つの8ビットYコンポーネントは、その順序でTMDSチャネル1および2で送信されます。8ビットのCbまたはCrコンポーネントは、TMDSチャネル0でラインごとに交互に送信されます。

ライン0から始まる偶数ラインの場合

  • vid_data[47:32] では常に、Yn+1コンポーネントを転送します
  • vid_data[31:16] では常に、Ynコンポーネントを転送します
  • vid_data[15:0] では常に、Cbnコンポーネントを転送します

奇数ラインの場合

  • vid_data[47:32] では常に、Yn+1コンポーネントを転送します
  • vid_data[31:16] では常に、Ynコンポーネントを転送します
  • vid_data[15:0] では常に、Crnコンポーネントを転送します

YCbCr 4:2:0を使用する場合は、vid_clk の周波数を半分にする必要があります。この形式では、2つのピクセルが単一のクロックサイクルに供給されます。

図 20. YCbCr 4:2:0トランスポート (クロックあたり1シンボルモード)次の図は、YCbCr 4:2:0伝送を示しています。コアはクロックあたり1シンボルのモードで動作しています。
レベル 2 の表題