作者：ALINX

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適用于板卡型號：
AXU2CGA/AXU2CGB/AXU3EG/AXU4EV-E/AXU4EV-P/AXU5EV-E/AXU5EV-P /AXU9EG/AXU15EG

實驗VIvado工程為“hdmi_out_test”。

前面我們介紹了led閃燈實驗，只是為了了解Vivado的基本開發(fā)流程，本章這個實驗相對LED閃燈實驗復雜點，做一個HDMI輸出的彩條，這也是我們后面學習顯示、視頻處理的基礎。實驗還不涉及到PS系統(tǒng)，從實驗設計可以看出如果要非常好的使用ZYNQ芯片，需要良好的FPGA基礎知識。

1. 硬件介紹
由于開發(fā)板上只有DP可以顯示，但卻是PS端的，PL端沒有HDMI的接口，因此我們采用AN9134的HDMI擴展模塊實現(xiàn)HDMI顯示。將24位RGB編碼輸出TMDS差分信號。SIL9134功能強大，本實驗只使用其中一小部分，將RGB24視頻數(shù)據(jù)顯示出來即可。

SI9134芯片需要通過I2C總線配置寄存器才能正常工作，從原理圖中可以看出I2C總線連接到PL端的IO，可以通過PL直接配置。

2. 程序設計

本實驗實現(xiàn)通過HDMI顯示彩條，實驗中設計了視頻時序發(fā)生和彩條發(fā)生模塊“color_bar.v”，I2C Master 寄存器配置模塊“i2c_config.v”,配置數(shù)據(jù)查找表模塊“l(fā)ut_si9134.v”。

具體代碼在這里不再一一介紹了，大家自己去看。下面針對每個模塊實現(xiàn)的功能給大家做一下簡介：

頂層模塊top.v是項目的頂層文件，主要是實例化4個子模塊（時鐘模塊vidio_pll, 彩條生成模塊color_bar和I2C配置模塊i2c_config和配置查找表模塊lut_si9134。

彩條產(chǎn)生模塊color_bar.v是產(chǎn)生8種顏色的VGA格式的彩條，彩條分別為白、黃、青、綠、紫、紅、藍和黑。產(chǎn)生分辨率為1920x1080刷新率為60Hz的彩條,也就是所謂的1080P的高清視頻圖像。所以這個模塊會輸出R（8位）G（8位）B（8位）圖像信號、行同步、列同步和數(shù)據(jù)有效信號。

時鐘模塊video_pll調用的是一個Xilinx提供的時鐘IP，通過輸入的系統(tǒng)時鐘產(chǎn)生一個100Mhz時鐘和一個1080P的像素時鐘148.5Mhz。生成時鐘IP的方法是點擊Project Manager目錄下的IP Catalog,再選擇FPGA Features and Design->Clocking->Clocking Wizard圖標。

3. 下載調試
保存工程并編譯生成bit文件，連接HDMI模塊到J15擴展口，連接HDMI接口到HDMI顯示器，需要注意，這里使用1920x1080@60Hz，請確保自己的顯示器支持這個分辨率。

硬件連接圖（J15擴展口）

下載后顯示器顯示如下圖像

4. 實驗總結
本實驗初步接觸到視頻顯示，涉及到視頻知識，這不是zynq學習的重點，所以沒有詳細介紹，但zynq在視頻處理領域用途廣泛，需要學習者有良好的基礎知識。實驗中僅僅使用PL來驅動HDMI芯片，包括I2C寄存器配置，當然I2C的配置還是使用PS來配置比較合適。

審核編輯：何安