FPGA无芯片HDMI接入方案及源码

FPGA技术江湖

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        FPGA 在无外部PHY芯片情况下输出HDMI，目前是比较成熟的方案（外部电路需要转换成TMDS电平）。在无PHY芯片情况下怎么进行HDMI信号输入呢？

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        有输出当然有输入了，方案也是DIGILENT提供的（输出也是），下面以AMD-Xilinx 7系列FPGA为例，一步一步搭建一个HDMI输入DEMO.

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Digilent 提供了使用其提供的DEMO的特定流程。

% d6 I: C1 U/ B# L5 \

• 下载源码
  

2 T) i, j) B/ |0 N# |https://digilent.com/reference/programmable-logic/arty-z7/demos/start

8 ^8 O! _  V% T
选择所需的DEMO。


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; D. u' h+ p( M! P

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. e; b0 G* J% y* y! h, H7 S- @- ~  ?

• 2.选择FPGA板卡和 Vivado 工具版本
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8 n2 G0 \- |: f& W3 S$ N
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下载与主板和 Vivado 工具版本相关的硬件 (hw) 和软件 (sw) zip 文件。

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下载的 zip 文件中既包含 .bit 文件，也包含 .xsa 文件，如果使用的是Digilent官方板卡，则可以直接启动 Vitis 进行调试。

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• 启动 Vitis。
  

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* c1 u, J2 Y+ Q8 J

' X, }7 K+ [3 t8 S  E1 `9 n$ A1 g

启动 Vitis 后，使用“导入项目”导入 zip 文件

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5 p0 C/ n. [! y& ?! e: s

1 R2 A5 \0 L0 _8 ^

下图是在 FPGA 运行 HDMI 显示的图片。

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        连接到笔记本电脑的 HDMI 数据作为 FPGA 的输入，将FPGA的一个HDMI输出连接到另一个显示器。在此方案下此 FPGA 处理来自笔记本电脑的 HDMI 数据并将结果显示在另一个显示器上。

视频显示视频数据输出也非常顺畅，没有任何问题。

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        该方案支持1080P60 HDMI输入，官方也提供了IP（GITHUB上），使用也比较方便。

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        但是该方案对硬件（PCB）要求比较高，HDMI的CLK要从MRCC引脚输入，同时外部要加一个均衡器（保证信号质量）和阻抗控制好才能实现1080P60帧，否则只能降低帧率或者分辨率。