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

5.6. 有効なビデオデータ

ビデオデータの生成には、HDMI TXコアで使用する vid_clk 以外の別のクロックを使用することができます。

ビデオデータを生成するには実際のピクセルクロックを使用する必要がありますが、vid_clk はより速い周波数で動作します。FIFOバッファーを使用して、実際のピクセルクロックと vid_clk の間でデータをクロック転送し、FIFOバッファーの反転Emptyに基づき有効なビデオデータ (vid_valid) を生成することができます。

例えば、8Gbpsのリンクレートで動作し、7680 x 4320p30 RGB解像度を送信する場合は、8ピクセルで並列にコンフィグレーションされているテスト・パターン・ジェネレーターは148.5MHzで動作し、HDMI TXコアの vid_clk ドメインは166.67MHzで動作します。このケースのように、すべての vid_clk に有効なビデオデータがあるわけではありません。DCFIFOの反転Empty信号を使用して、同様のケースを処理することができます。

vid_clk が実際のピクセルクロック周波数/クロックあたりのピクセル数よりも速い周波数で動作している場合は、vid_valid をトグルしてビデオデータを修飾します。

図 37. より速い周波数で動作するビデオクロック

テスト・パターン・ジェネレーターをより高速なクロックレートで動作するHDMI TXコアに接続する場合は、vid_valid を生成してピクセルデータの有効性を修飾する必要があります。vid_valid の生成要件により、ビデオデータがリンク帯域幅全体で均等に分散されるようにしています。次に、vid_valid 生成例を示します。

まず、ピクセルレートと vid_clk 周波数の比率を計算する必要があります。例えば、クロックあたり8ピクセルの8Kp30ビデオが225Mhzの vid_clk で動作する場合、比率は次のようになります。

次に、ロジックを作成し、計算された比率に従い vid_valid を生成する必要があります。上の例では、50クロックサイクルに対してvid_valid を33クロックサイクル均一にアサートする必要があります。

図 38. vid_valid 生成のタイミング図

vid_clk が実際のピクセルクロック周波数/クロックあたりのピクセル数で動作している場合は、vid_valid を常にアサートされた状態にします。

図 39. 実際の周波数で動作するビデオクロック
レベル 2 の表題