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

4.3.1. HDMIハードウェア・デザインのコンポーネント

このデモ用デザインでは、Video and Image Processing (VIP) Suite IPコアまたはFIFOバッファーをインスタンス化し、HDMIのシンクとソース間で直接HDMIビデオストリームのパススルーを実行します。

デモ用ハードウェア・デザインは、次のコンポーネントで構成されています。

  • HDMIシンク
    • トランシーバー・ネイティブPHY (RX)
    • トランシーバーPHYリセット・コントローラー (RX)
    • PLL
    • PLLリコンフィグレーション
    • 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)
    • オーバーサンプラー (RX)
    • DCFIFO
  • シンクのDisplay Data Channel (DDC) およびStatus and Control Data Channel (SCDC)
  • 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
  • VIPのバイパスとオーディオ、補助、InfoFrameバッファー
  • プラットフォーム・デザイナー・システム
    • HDMIビデオストリームに向けたVIPパススルー
    • ソースSCDCコントローラー
    • HDMIソース・リコンフィグレーション・コントローラー
  • HDMIソース
    • トランシーバー・ネイティブPHY (TX)
    • トランシーバー fPLL
    • トランシーバーPHYリセット・コントローラー (TX)
    • PLL
    • PLLリコンフィグレーション
    • オーバーサンプラー (TX)
    • DCFIFO
    • クロックイネーブル・ジェネレーター
図 10. HDMIハードウェア・デザイン例のブロック図次の図は、デザインのハイレベル・アーキテクチャーを示しています。

次に示すデザイン例のアーキテクチャー詳細は、ブロック図の番号に対応しています。

  1. シンクのTMDSデータには、データチャネル0 (青)、データチャネル1 (緑)、データチャネル2 (赤) の3つのチャネルがあります。
  2. オーバーサンプラー (RX) インスタンスとデュアルクロックFIFO (DCFIFO) インスタンスは、各TMDSデータチャネル (0、1、2) に対して複製されます。
  3. HDMI RXコアの各カラーチャネルのビデオデータ入力幅は、チャネルあたりのRXトランシーバーPCS-PLD間パラレルデータ幅に相当します。
  4. 各カラーチャネルは16bpcに固定されています。HDMI RXコアのビデオデータ出力幅は、クロックあたりのシンボル数 * 16 * 3 に相当します。
  5. Clocked Video Input (CVI) IPコアおよびClocked Video Output (CVO) IPコアのビデオデータ入力幅は、NUMBER_OF_PIXELS_IN_PARALLEL * BITS_PER_PIXEL_PER_COLOR_PLANE * NUMBER_OF_COLOR_PLANES の値に相当します。HDMIコアとインターフェイス接続するには、NUMBER_OF_PIXELS_IN_PARALLEL、BITS_PER_PIXEL_PER_COLOR_PLANE、およびNUMBER_OF_COLOR_PLANESの値がそれぞれ、クロックあたりのシンボル数、16、3に一致している必要があります。
  6. HDMI TXコアのビデオデータの入力幅は、クロックあたりのシンボル数 * 16 * 3 に相当します。ユーザースイッチを使用して、CVO IPコア (VIPパススルー) またはDCFIFO (VIPバイパス) からのビデオデータを選択することができます。
  7. HDMI TXコアの各カラーチャネルのビデオデータ出力幅は、チャネルあたりのTXトランシーバーPCS-PLD間パラレルデータ幅に相当します。
  8. DCFIFOインスタンスとオーバーサンプラー (TX) インスタンスは、各TMDSデータチャネル (0、1、2)、およびクロックチャネルに対して複製されます。
  9. オーバーサンプラー (TX) では、クロックイネーブル信号を使用してDCFIFOからデータを読み出します。
  10. ソースのTMDSデータには、データチャネル0 (青)、データチャネル1 (緑)、データチャネル2 (赤)、およびクロックチャネルの4つのチャネルがあります。
  11. RXマルチレート・リコンフィグレーション・コントローラーでは、TMDS_Bit_clock_Ratio ポートのステータスが必要です。それにより、340Mcsc未満 (HDMI 1.4b) と340Mcsc以上 (HDMI 2.0b) のTMDS文字レートの間で適切なRXリコンフィグレーションを行います。このポートのステータスは、適切なTXリコンフィグレーションとスクランブルの実行に向け、Nios IIプロセッサーとHDMI TXコアでも必要です。
  12. HDMI PLL、RXトランシーバー・リセット・コントローラー、およびHDMI RXコアからのリセット・コントロールおよびロックステータス信号です。
  13. HDMI PLL、TXトランシーバー・リセット・コントローラー、およびHDMI TXコアのリセットおよびオーバーサンプリング・コントロール信号です。HDMIシンクからのロックステータス信号およびレート検出測定有効信号により、TXリコンフィグレーション・プロセスを開始します。
  14. I2CのSCLおよびSDAラインで、双方向コンフィグレーションに向けたトライステート・バッファーを備えます。Arria VおよびStratix Vデバイスでは、ALTIOBUF IPコアを使用します。
  15. SCDCは主に、ソースでシンクTMDSコンフィグレーション・レジスターの TMDS_Bit_Clock_Ratio ビットおよび Scrambler_Enable ビットを更新する目的で設計されています。

セクションの内容
トランシーバー・ネイティブPHY (RX)
PLL Intel FPGA IPコア
PLL Reconfig Intel FPGA IPコア
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)
オーバーサンプラー (RX)
DCFIFO
シンクのDisplay Data Channel (DDC) およびStatus and Control Data Channel (SCDC)
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
VIPのバイパスとオーディオ、補助、およびInfoFrameバッファー
トランシーバー・ネイティブ PHY (TX)
トランシーバーPHYリセット・コントローラー
オーバーサンプラー (TX)
クロックイネーブル・ジェネレーター
プラットフォーム・デザイナー・システム

レベル 2 の表題