FPGA驱动SD DDR HDMI

yangtuzi2016

vivado2015.1 开发板AC701;

一、准备8张1920*1080的bmp（24位）图，通过PC存入SD卡；

二、通过WinHex软件和计算确定每张图的起始结束地址；

一张1080p 24位图共有数据（1920*1080*3+54=6220854byte），SD卡每次读出512字节（SD卡用简单的SPI模式、读时序用Single Block Read Operation模式），读完一张图需要发送12151次（6220854/512=12150.105），

所以最后一次读的有些空数据。

（'d0~'d12150对应'h0~'h5eec（每次加'h2））

每幅图片的起始结束地址分别为：

1.'h00040000~'h0062ec00;

2.'h00630000~'h00c1ec00;

3.'h00c20000~'h0120ec00;

4.'h01210000~'h017fec00;

5.'h01800000~'h01deec00;

6.'h01df0000~'h023dec00;

7.'h023e0000~'h029cec00;

8.'h029d0000~'h02fbec00;

三、SD卡

1、主时钟30M，进行4分频；

2、初始状态：对各种寄存器复位；

3、SD初始化：上电等待74个时钟、发送CMD0（收到响应'h01）、发送CMD1（收到响应'h00，若没有收到'h00，则继续发送CMD1，连续发送200次）；若CMD0收到响应'h01，CMD1收到响应'h00，则说明SD初始化成功。

4、初始化成功后，可以开始读写数据。（写数据用做SD卡调试，在实际显示图片时，只用读就可以了），SD卡与DDR之间用fifo连接，当判断FIFO中少于一定数据时，则从SD卡读数据写入FIFO。

5、读数据：发送读命令、等待命令响应、等待数据包头、接收数据。

四、SD---->DDR FIFO

写数据宽度8、写深度1024、写时钟30M；

读数据宽度64，读深度128、读时钟DDR控制器产生的100M；

五、DDR控制器（IP）

1、开发板上用1GB DDR3 memory SODIMM，共有8颗128MB的芯片

     单颗容量计算：行地址线复用14根，列地址线复位10根，8个BANK，8根数据线，容量为2的14次方*2的10次方*8*8=1Gbit=128MB，8颗共为1GB

2、FPGA与DDR接口处设置为400M（双沿相当于800M），控制线8颗共用，数据线共为64根；

3、控制器输入时钟200M，单端双端都可；

4、控制器产生的用户时钟100M，用户侧位宽512,FPGA与DDR接口处位宽64，时钟800M（100*512=800*64，总流量一致）

六、DDR接口（读写ARBIT）

1、用DDR用户侧的复位信号判断DDR是否可以开始工作（是否初始化完成，是否读写准备就绪）；

2、判断FIFO（SD---->DDR）中是否有一定量的数据，进入写状态、发送写命令、写数据，将数据写入DDR；如果8幅图片都已经导入DDR，则可以不用再进行写操作；

3、从DDR读数据给FIFO（DDR---->HDMI）。

七、DDR---->HDMI FIFO

1、写位宽256，写深度64，写时钟100M；

2、读位宽32，读深度512，读时钟150M；

3、当DDR开始工作，并且FIFO中少于一定的数据，则从DDR中读出数据写入FIFO。这里注意：（1）因为DDR读出数据有延迟，要保证不把FIFO写溢出（2）要满足HDMI的输出要求，不能让HDMI空读FIFO

4、添加复位信号，保证FIFO能长时间正常工作。在帧间隔中间，让FIFO复位足够时间，让（1）DDR读取当前帧的地址复位；（2）复位期间不再向DDR发送读命令；（3）FIFO复位（各指针复位）

八、HDMI输出

1、IIC配置ADV7511芯片（要先配置IIC BUS SWITCH芯片）

2、ADV7511配置信息：

     addr          value

　  'h41   -->  'h10（all circuit powered up）

     'h15   -->  'h00（低4bit，输出数据模式为24 bit RGB 4：4：4，独立的同步信号）

     'h16   -->  'h30（输出数据位宽为8bit）

     'h17   -->  'h02（输出比例16:9=1920:1080）

     'h98   -->  'h03（固定值）

     'h9a   -->  'he0（固定值）

     'h9c   -->  'h30（固定值）

     'h9d   -->  'h61（输入时钟不分频，其它位固定值）

     'ha2   -->  'ha4（固定值）

     'ha3   -->  'ha4（固定值）

     'he0   -->  'hd0（固定值）

     'hf9    -->  'h00

     'haf    -->  'h04（Disenable HDCP Frame Encryption， DVI模式）

3、IIC读用来调试，在正常使用时不用读；

4、用两个计数器产生同步信号，共1125行，在1112行时产生一行时间的复位信号，复位FIFO（DDR-->HDMI）和DDR读取当前帧地址；

    在1120行读取54字节的BMP文件头信息，读13次，每次读4个字节，读取52字节，还有2个字节跟有效数据一起读出；

5、从FIFO中一次读出4个字节，HDMI一次送出3个字节（RGB），所以HDMI每发送4次只需要从FIFO读取3次。

yongbinguo

lz土豪啊，1w多的板子

fkl523

回复 2# yongbinguo


   层主请教下，vivado是只能7系列以上用的不？
  V6可以用这个软件不？

yangtuzi2016

回复 3# fkl523

我用的vivado2015.1 不支持V6

fkl523

回复 4# yangtuzi2016

好的，图片显示很漂亮！

之前调过特权的用sdram的那个例程，800*600，效果没你这个好。