Pynq-Z1 實作 HDMI 視訊流水線

Pynq-Z1 實作 HDMI 視訊流水線

目錄

1. 👋 歡迎詞
2. 🛠️ 設計 HDMI 視訊流水線
3. 📹 實作 Digilent Pynq-Z1 開發板
   • 3.1 準備工作
   • 3.2 加入 IP 庫
   • 3.3 建立區塊設計
4. 💻 區塊設計基礎
   • 4.1 添加 IP
   • 4.2 設置時脈源
   • 4.3 連接 IP 區塊
5. 🖥️ 視訊訊號處理
   • 5.1 視訊時序控制器設定
   • 5.2 訊號輸入與輸出
6. 🎮 外部端口設定
   • 6.1 HDMI 輸入端口
   • 6.2 HDMI 輸出端口
7. ⚙️ 添加約束條件
8. 📡 製作位流
9. 🚀 載入位流到開發板
10. 🎉 實作完成與演示

🛠️ 設計 HDMI 視訊流水線

在這段影片中，我將設計一個 HDMI 視訊流水線，最後將使用 Digilent Pynq-Z1 開發板來實現此設計。成功實現後，將透過輸入 SD 卡口輸入視訊，並從輸出的 HDMI 口獲取視訊。在這個設計中，視訊不會被處理，只會通過板子傳遞。我使用的 Vivado 版本為 2019.2。

實作 HDMI 視訊流水線

首先，我們需要在 Vivado 中建立新的專案。然後，在設計區域開始製作區塊設計，但在此之前，我們需要將 Digilent IP 存儲庫添加到此專案中。這些 IP 存儲庫可在 GitHub 和 Digilent 網站上找到。

繼續製作區塊設計，我們需要添加 IP 到工作區。對於 HDMI 的輸入和輸出接口，我們將添加 RGB 到 DBI 和 RGB 到 DVI IP。這些是 Digilent IP，通過添加 Digital IP 報告後可用。

接下來，我們需要添加其他 IP，例如 Video In 到 XC4 IP 和 Video Timing Controller IP。現在，我們需要時鐘源，我們可以將系統時鐘拖放到工作區，這將在區塊設計中添加時鐘精靈。

這些是流水線設計的基本區塊，讓我們添加一個 Constant IP 區塊，該區塊用於在設計中提供常量 0 和 1 的值。

繼續連接 IP 區塊，將時鐘引腳連接到 DVI 到 RGB IP 的像素時鐘引腳。

接下來，我們需要定制視訊時序控制器 IP。通過勾選自動生成模式，該 IP 將能夠動態檢測和生成視訊時序。在自動生成模式下，我們可以保留視訊格式。

連接 RGB 接口到 Video In XC4 Stream IP，將視訊輸出接口連接到視訊輸入接口，最後需要連接視訊時序控制器接口，這些接口連接是為了視訊時序檢測和生成。最後，Video Out IP 將 XC4 流轉換為 RGB 流，這是連接 RGB 接口的必要條件。

完成區塊設計後，需要定義外部端口。將一些端口設置為外部，這些端口將用作 HDMI 輸入和輸出端口。

為了確保設計的準確性，我們需要添加約束條件。然後，我們可以生成位流並將其載入到開發板上。最後，驗證位流是否正常載入並成功運行。

這個設計非常簡單，只是將輸入的視訊直接輸出，因此在螢幕上觀看時，我們看到的是完全一樣的視訊。

在這段影片中，我展示了這個設計的演示。通過這種方式，HDMI 視訊流水線的實現完成了。感謝您的觀看！