优秀的 Verilog/FPGA开源项目介绍（八）- HDMI
本帖最后由 塞巴斯蒂安 于 2021-12-12 11:54 编辑优秀的 Verilog/FPGA开源项目介绍（八）- HDMI
0、官网
第一个还是官网，各种权威SPEC可以下载，当然有能力的可以参与协议制定与发布。
❝ https://hdmiforum.org/ ❞
HDMI 论坛的成立是为了促进更广泛的行业参与下一代 HDMI 规范的开发，并支持可互操作的 HDMI 产品生态系统。HDMI 规范在单个数字接口中结合了未压缩的高清视频、多通道音频和数据，以通过单根电缆提供水晶般清晰的数字质量。该组织汇集了世界领先的消费电子产品、个人电脑、移动设备、电缆和组件制造商。作为一家非营利、互惠互利的特许公司，HDMI 论坛的使命是：
[*]创建和开发新版本的 HDMI 规范和合规性测试规范，结合新的和改进的功能
[*]鼓励和促进其规范在全球范围内的采用和广泛使用
[*]支持完全可互操作的支持 HDMI 的产品生态系统
[*]根据其规范提供开放且非歧视的许可计划
1、FPGA实现HDMI通信介绍
❝ 基于FPGA的HDMI显示（二）
Xilinx 7系列FPGA入门级图像处理-完整版V1 ❞
❝ https://github.com/suisuisi/FPGAandImage ❞
通过上面的介绍，可以了解到目前实现HDMI显示方案主要由 IO 模拟方式（LVDS）及外挂HDMI PHY（RGB/LCD转HDMI）两种方式，下面介绍的开源项目会在标题后重点注明哪种方式，其中第二种方式会注明芯片型号。
2、Avnet官方IP（外挂PHY，不同板子不同PHY）
Avnet 安富利集团，财富500强公司，是全球最大的电子元件、计算机产品和嵌入技术分销商之一。
❝ https://github.com/Avnet/hdl/tree/master/IP ❞
3、digilent官方IP（模拟，带VHDL IP）
❝ http://www.digilent.com.cn/community/573.html ❞
上一篇文章是介绍HDMI的实现方式，同时帖子末尾有附件下载，附件中很多IP，和本篇文章有关的是下面的两个IP。
使用方式同第一节使用一样。
PS：这种模拟的方式简单理解就是我用FPGA模拟了一个ASIC（外挂PHY）。
4、fpga4fun-->HDMI(模拟 权威 细致)
❝ https://www.fpga4fun.com/HDMI.html ❞
各种时序介绍的很细致，具体的实现也有源码解析，后面还有两个小实例。
介绍了上面几种基本满足80%的使用需求，下面的可以不用浪费时间看了，本着尽心的原则，还是花费点时间整理一下其他开源的项目。
5、netv_fpga_hdmi_overlay(模拟，内有IP)
❝ https://github.com/bnewbold/netv_fpga_hdmi_overlay ❞
❝ http://www.kosagi.com/netv_hardware/ ❞
这个项目时从<netv_fpga>(http://www.kosagi.com/netv_hardware/)中提取出来的项目，包含构建 FPGA 固件所需的所有 verilog 和脚本。
6、de10nano_vgaHdmi_chip (外挂 ADV7513)
❝ https://github.com/nhasbun/de10nano_vgaHdmi_chip ❞
介绍
这是对来自 Analog Devices的ADV7513芯片的测试，它从普通VGA 模块开始轻松兼容HDMI 1.4输出非常有用。
它在包含芯片的de10 nano板上进行了测试。包含Quartus Prime 17项目，轻松部署第一个工作视频信号。该项目包括：
[*]Verilog HDL 文件
[*]SDC TimeQuest 文件或时序分析
[*]Quartus 项目文件（完成引脚分配等）
[*]./src/下包含一个文件夹，其中包含在Active HDL 9.1上完成的模拟，用于 vga 模块和同步信号的功能验证。
I2C 控制器
芯片需要在每次启动时通过 i2c 进行配置才能正常工作。该工程包含了需要配置的寄存器的值。
对于使用ADV7513不了解怎么配置寄存器的可以看下。
7、Artix-7-HDMI-processing（模拟）
❝ https://github.com/hamsternz/Artix-7-HDMI-processing ❞
用于接收 HDMI 输入，然后提取视频数据， 视频 Inforframe 和音频样本，然后使用它来显示音频分贝表 在屏幕的顶角。目前为简单起见，输出仅为 DVID。
特征
支持HDMI格式：
[*]-720p@50
[*]720p@60，
[*]1080i（有错误）
[*]1080p@50
[*]1080p@60 和别的....
色彩空间/格式：
[*]RGB 444
[*]YCbCr 444
[*]YCbCr 422
8、core_dvi_framebuffer(模拟)
❝ https://github.com/ultraembedded/core_dvi_framebuffer ❞
这个项目对于使用FPGA SOC的板卡还是很用帮助的，使用了AXI-4总线封装了整个IP。
该项目基于上一项目进行封装。
特征：
[*]HDMI / DVI TMDS 输出。
[*]RGB565 输入格式。
[*]支持突发的 AXI-4 总线主控。
[*]4KB 像素数据预取 FIFO（映射到 Xilinx FPGA 中的 BlockRAM）。
[*]AXI-4 Lite 寄存器接口，具有可编程帧缓冲区获取地址、启用、中断控制。
[*]帧中断输出开始。
[*]可配置的显示分辨率（640x480、800x600、1280x720、1920x1080）。
[*]与 Linux 'simple-framebuffer' 驱动程序一起使用。
接口：
参数：
9、hdmi-ts（模拟）
❝ https://github.com/aomtoku/hdmi-ts ❞
介绍
HDMI-TS（HDMI 传输系统）是基于 IP（互联网协议）的低延迟 HDMI 视频通信系统。远程位置之间的复杂交互需要低延迟，例如协同工作、远程控制等。为此，开发了硬件同步视频处理方法，RV-SYNC（远程虚拟同步）。远程主机的延迟相当于没有。
目录结构
[*]/cores/ 核心库，包含 Verilog 源代码、测试平台和文档。
[*]/boards/ 支持的 FPGA 板的顶级设计文件、约束文件和 Makefile。
[*]/software件/软件。
10、HDMI-data-streams-Spartan-6（模拟+Driver）
❝ https://github.com/Nancy-Chauhan/HDMI-data-streams-Spartan-6 ❞
通过 Spartan 6 FPGA 将高清多媒体接口 (HDMI) 数据流传输到 HDMI/DVI 显示器
板子的介绍：
❝ http://www.digilent.com.cn/products/product-atlys-spartan-6-fpga-trainer-board.html ❞
项目的详细介绍：
❝ https://nancy-chauhan.medium.com/transmission-of-hdmi-data-streams-to-hdmi-dvi-monitors-via-spartan-6-fpga-295ea28587 ❞
11、Analog-To-Digital (外挂 ADV 7180)
❝ https://github.com/mattsybeldon/Analog-To-Digital ❞
介绍
板子使用平台：
这是一个个人 FPGA 项目，使用 ADC 来获取模拟视频并输出为数字。这样做的主要好处是可以绕过电视中的去隔行器，这可能是运行旧模拟设备（游戏机）时输入延迟的最大来源。
（曾经）为 Nintendo Gamecube 玩 Super Smash Bros. Melee 。该游戏于 2001 年发布，Gamecube 只有模拟输出。大多数 Gamecubes 仅输出 480i（除非您想在分量电缆上花费 100+）。最终发生的情况是，信号在任何现代显示器上都被去隔行。根据 Smashboards 的说法，这通常是输入延迟方面的瓶颈。例如，如果你有一个 Wii 和运行组件到同一个显示器 (480p)，输入延迟情况会显着改善。由于所有这一切，Smashers 以囤积 CRT 电视以最小化输入延迟而臭名昭著。
该项目处理硬件上的去隔行。信号可以使用 VGA 或 HDMI 输出，这两种方式都可以在现代电视上找到。该项目使用 VGA，因为那是 DE-1 上有VGA。
12、nexys3_hdmi（外挂 未知）
❝ https://github.com/G33KatWork/nexys3_hdmi ❞
这个没什么介绍的，项目介绍很少，没什么参考价值。
13、FPGA-HDMI (模拟)
❝ https://github.com/bonjourdrs/FPGA-HDMI ❞
该项目也是digilent官方办卡（基于K7）自带的项目，无需过多介绍，下面的网址是官方的介绍，硬件也是可以参考的。
❝ http://www.digilent.com.cn/products/product-genesys-2-kintex-7-fpga-development-board.html ❞
同理基于这个板卡的示例如下（自带代码）：
❝ http://www.digilent.com.cn/project/details/92.html ❞
14、color3(外挂 SiI9136 HDMI TX和SiI9233 RX)
❝ https://github.com/tomverbeure/color3 ❞
简介
该项目配置了SiI9136 HDMI TX和SiI9233 RX芯片，并成功地将视频从RX转发到TX端口，同时对其进行了一些图像处理。
该板上的芯片几乎可以将任何已知的 HDMI 格式进行并行和反向。8bit、10bit、12bit彩色、YUV等
除此之外，这些芯片还可以在 HDMI 音频和 I2S 之间进行转换。然而，HDMI 接收器的 I2S 输出直接连接到 HDMI 发送器的 I2S 输入，因此 FPGA 不能处理音频。
该项目的最新进展：
❝ https://hackaday.com/2013/05/08/hdmi-color-processing-board-used-as-an-fpga-dev-board-to-mine-bitcoins/ ❞
15、SimpleVOut(模拟)
❝ https://github.com/cliffordwolf/SimpleVOut ❞
类似：core_dvi_framebuffer(模拟)
SimpleVOut——用于创建 VGA/DVI/HDMI/OpenLDI 信号的简单 FPGA 内核。
SimpleVOut (SVO) 是一组简单的 FPGA 内核，用于创建各种格式视频信号。内核使用 AXI 流进行连接。大多数配置（分辨率、帧率、颜色深度等）都可以进行配置。有关这些参数的详细信息，请参阅 svo_defines.vh。
该目录包含：svosrc/
这是实际的 SVO 源代码。如果你使用 SVO 只需复制这个目录到你的项目中。
vivado_ip/
SVO 的示例 Vivado IP 封装器 (simplehdmi)。该 IP 提供了一个视频 DMA 和一个简单的终端覆盖并创建 DVI/HDMI 信号。
zybo_vl/
将 SVO 用于 Zybo 板 (Xilinx Vivado) 的示例设计。这个示例是用 Verilog HDL 编写的。
zybo_bd/
使用来自 vivado_ip/ 的 IP 的 Vivado 模块设计示例。
svosrc/ 目录包含以下用于输出视频的核心
不同格式的流（有关用法示例，请参见 zybo_vl/system.v）：
svo_enc.v 视频“编码器”。其他框架将此组件称为视频 计时发生器。
这个核心的输出可以直接馈入 到 DAC 以创建 VGA 信号。
svo_openldi.v
这需要 svo_enc-output 并创建一个 OpenLDI（又名 LVDS） 视频信号。
svo_tmds.v
这需要 svo_enc-output 并创建一个 DVI/HDMI 视频信号。
以下内核可用于创建视频流：
svo_tcard.v
该内核生成静态测试卡。
svo_pong.v
一个小乒乓球游戏。
svo_term.v
一个文本终端。仅存储最后 N 个（默认值 = 2048）个字符并在字符内存不足时滚动。适合显示调试信息（例如早期启动消息）。
svo_vdma.v
视频 DMA 控制器。有一个只读的 AXI4 主接口访问视频内存。
如果你的HDMI接口不知道干什么，可以试一试这个项目，被作者玩出了花。
总结
以上就是今天推荐的项目，这里建议前几个项目和后面几个项目可以入坑，其他看自己需求。
最后，还是感谢各个大佬开源的项目，让我们受益匪浅。
完
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