FPGAによるHDMI to LVDS変換器

第1回FPGAスタートアップセミナー

2016年11月20日 はる

Twitter ID:I_HaL

制作動機

システム構成

ビデオ信号の説明

FPGAの利点を活かそう

制作に必要な材料

参考文献

余った液晶を活用したいなぁ。

一般の誤家庭で余っている液晶の様子

秋葉原にも液晶がたくさんあるなぁ。

撮影場所 秋葉原 ラブロス ダイレクトショップ

ワンボードマイコン用の手頃な液晶がないなぁ・・・ HDMI

LCD RGB Interface

作っちゃえ! D.I.Y.

液晶モニタ

XGA 1024x768 FPGA基板

電源

HDMI出力付き ワンボード・ マイコン

例えば

Beagle Board Raspberry Pi

例えば

ZYBO ATLYS

ワンボード マイコン

FPGA

XGA液晶

電源

FPGA基板ハンダ面

高電圧注意 液晶バックライト 電源

AC 254V

LVDS 10本 HDMI 8本

LVDS HDMI

高速シリアルバスなので

配線本数がたった18本で済む。 ハンダ付けが楽

配線がスッキリ

Before After

BeagleBoard LCD RGB I/F接続の場合 29本+レベル変換

BeagleBoard HDMI接続の場合 8本

ね、簡単でしょ？

FPGA内部

dvi_rx Lvds_tx

ビデオ信号

Pclk Vsync Hsync DataEnable Red(8bit) Green(8bit) Blue(8bit)

HDMI信号

TMDS_clock Blue(1bit) Green(1bit) Red(1bit) 線数 8本

入力 内部信号 出力

LVDS信号

TX_CLK TX_D(4bit) 線数 10本

Data rate 650MBPS

Data rate 65MBPS

Data rate 455MBPS

FPGA

画像のフォーマット START(0,0)

X

Y

左上が原点

END (1023,767)

左上の画素から順番に色情報(24bit 1677万色)を送り１つの絵を構成する。

©雪乃たまご

画素

ビデオ信号のフォーマット

1344CLK

NEC LCD Technologies,LTD NL1027BC16-01データシートより

320clk

65MHz

もしマイコンでビデオ信号を処理すると？

割込み処理など他の処理が回らなくなる。

マイコンのパフォーマンスが悪化する。

マイコンの処理を優先すると画像が乱れる。

ハードウェアの出番！

もしもTTLで回路を組むと変更が大変

完全手作りTTLコンピュータ

RETROF-16M © 2015-2016 GATARO

FPGAなら回路をソフトウェアのようにプログラムできる。

液晶モニタ

XGA 1024x768 FPGA基板

電源

テストパターン生成

液晶モニタ側のハードウェアのチェックができる。

HDMI側のdvi_rx回路を テストパターン生成回路に差し替える。

FPGAなら変更が簡単!

小さな回路から少しづつステップアップ

もできる。

みなさまも楽しく

FPGAスタートアップされる事を

祈念いたします。

FPGA基板 Xilinx Spartan6

HDMIケーブル

余ったLVDS液晶

配線材1 UEW線 0.2φくらい

配線材2 スズメッキ線 0.6φくらい

配線材3 被覆線 AWG24 0.5φくらい

ハンダ少々

電源 DC 5V 3Aくらい。

NL10276BC16-01データシート NEC Xilinx FPGA技術資料 XAPP460,XAPP495,J_XAPP928 他 Spartan6評価ボード説明書 特殊電子回路株式会社

Hamsterwoks HDMI Input 廃棄PCの液晶を再利用した 校内電子掲示板等の有効性についての研究

徳島県立徳島科学技術高等学校