【Sipeed Tang Primer 25K】探索HDMI显示

viva_xin

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这篇来测试一下Pmod DVI/HDMI模块。

在Sipeed官方提供的GitHub仓库中有一个HDMI显示的例子，可以直接拿来作为学习参考，我也会把代码贴在后面。

 

在物理层，HDMI采用TMDS技术，通过3对差分接口串行的将图像数据以及行场同步信号传输给到显示器，另外还需要额外1对差分接口传输图像的时钟信号。

可以看见Pmod还将HDMI接口控制信号扩展出来了包括IIC，CEC和HPD等接口，方便实现更全的HDMI功能。

这里先不关心这些控制信号。

 

FPGA内部通过硬核serdes模块完成并串转换，在程序中需要调用原语来完成例化。这里使用的是“OSER10”，它的功能可以将10bit的并行数据以5倍频时钟上下沿都有效的速率串行输出。

	OSER10 tmds_serdes [2:0] (
		.Q(tmds_d),
		.D0(tmds_d0),
		.D1(tmds_d1),
		.D2(tmds_d2),
		.D3(tmds_d3),
		.D4(tmds_d4),
		.D5(tmds_d5),
		.D6(tmds_d6),
		.D7(tmds_d7),
		.D8(tmds_d8),
		.D9(tmds_d9),
		.PCLK(clk_pixel),
		.FCLK(clk_5x_pixel),
		.RESET(~clk_pixel_resetn)
	);

最后还需要在约束文件中需要设置好P/N端的线序，并且约束IO_TYPE为"LVCMOS33D"，就可以让FPGA实现TMDS的传输。

IO_LOC "tmds_clk_p_0" C11,C10;
IO_PORT "tmds_clk_p_0" IO_TYPE=LVCMOS33D PULL_MODE=NONE DRIVE=8 BANK_VCCIO=3.3;

图像数据RGB各个分量都是8bit，那么为何要使用“OSER10”，而不是“OSER8”呢，因为TMDS为了增加解码端的稳定性，采用了8b/10b的编码方式，通过加扰的方式保持高速传输时的直流平衡，弊端就是传输效率打了两折。程序中的svo_tmds模块就是完成8b/10b编码。

 

模块svo_tcard模拟了的内存video DMA模块，这个模块根据设定的分辨率产生一幅图像，并打包成axi stream接口送给后面模块。

module svo_tcard(
	input clk, resetn,
	output reg out_axis_tvalid,
	input out_axis_tready,
	output reg [SVO_BITS_PER_PIXEL-1:0] out_axis_tdata,
	output reg [0:0] out_axis_tuser
);

模块svo_enc相当于一个axi stream master，从svo_tcard中取出图像数据，并通过fifo进行缓存，最后把rgb数据以及行场同步信号按照tmds的顺序也打包成axi stream流送给svo_tmds完成8b10b编码。

最后看一下显示效果。

 

Jacktang

通过加扰的方式保持高速传输时的直流平衡，弊端就是传输效率打了两折，打两折还是不少的

学学学学学学学

厉害