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基于EBAZ4205矿板的图像处理:02生成测试彩条图像

基于EBAZ4205矿板的图像处理:02生成测试彩条图像

基于EBAZ4205矿板的图像处理:02生成测试彩条图像

生成测试彩条图像可以有两种方式

VDMA缓存PS端生成彩条图像数据,PL端输出

这里可以直接看超级大电工开源的代码,写的很好详细,我就不再班门弄斧了(下面是链接)
EBAZ4205 第二十四个工程 用VDMA模块来缓存图像并在HDMI上显示(一)800X600分辨率测试

verilog生成彩条图像数据,PL端输出

先看效果

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在这里插入图片描述

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项目讲解

采用的是纯PL端的方案,PS只是用来点灯和uart打印了
下面是block design
在这里插入图片描述
时钟和复位,我用的都是片外的,实测用PS端生成的也可以,甚至那个clock wizard不用,时钟全都由PS生成也可以。
clock wizard的设置如下
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
这里根据800X600的分辨率设置了PCLK和PCLKX5。

在写这个项目之前,我有过疑惑,为啥他们都用的是800X600这种“远古”分辨率,老子要上1080P,但是实际写下来发现,clock wizard确实可以倍频到那么高的频率,但是生成的不准,timing约束时会报错。

所以我就老老实实的改成生成800X600分辨率了。

其他的就是HDMI_test模块了,它还包含了hdmi_timming_generator和hdmi_color_bar_generator模块,分别负责生成图像的行场同步信号和色彩数据。

代码

hdmi_test

`timescale 1ns / 1ps
`define UD #1
module hdmi_test(
    input wire        rstn          ,
    input             pclk          ,                       
    output            vs_out        , 
    output            hs_out        , 
    output            de_out        ,
    output     [23:0] rgb_out
);

parameter   X_WIDTH = 4'd12;
parameter   Y_WIDTH = 4'd12;    

//600p
parameter H_TOTAL = 12'd1056;
parameter H_ACT = 12'd800;
parameter H_FP = 12'd40;
parameter H_SYNC = 12'd128;
parameter H_BP = 12'd88;

parameter HV_OFFSET = 12'd0;

parameter V_TOTAL = 12'd628;
parameter V_ACT = 12'd600;
parameter V_FP = 12'd1;
parameter V_SYNC = 12'd4;
parameter V_BP = 12'd23;



wire [X_WIDTH - 1'b1:0]     act_x      ;
wire [Y_WIDTH - 1'b1:0]     act_y      ;    
wire                        hs         ;
wire                        vs         ;
wire                        de         ;
reg  [3:0]                  reset_delay_cnt;
wire [7:0]  r_out;
wire [7:0]  g_out;
wire [7:0]  b_out;
assign rgb_out = {r_out,g_out,b_out};



hdmi_timming_generator #(
    .X_BITS               (  X_WIDTH              ), 
    .Y_BITS               (  Y_WIDTH              ),
    .V_TOTAL              (  V_TOTAL              ),                    
    .V_FP                 (  V_FP                 ),                    
    .V_BP                 (  V_BP                 ),                    
    .V_SYNC               (  V_SYNC               ),                    
    .V_ACT                (  V_ACT                ),                    
    .H_TOTAL              (  H_TOTAL              ),                    
    .H_FP                 (  H_FP                 ),                    
    .H_BP                 (  H_BP                 ),                    
    .H_SYNC               (  H_SYNC               ),                    
    .H_ACT                (  H_ACT                )                     

) hdmi_timming_generator1                                         
(                                                 
    .clk                  (  pclk                 ),                            
    .rstn                 (  rstn                 ),                        
    .vs_out               (  vs                   ),                                                                                                                                    
    .hs_out               (  hs                   ),          
    .de_out               (  de                   ),           
    .x_act                (  act_x                ),          
    .y_act                (  act_y                )           
);

hdmi_color_bar_generator #(
    .COCLOR_DEPP          (  8                    ), 
    .X_BITS               (  X_WIDTH              ),
    .Y_BITS               (  Y_WIDTH              ),
    .H_ACT                (  H_ACT                ),
    .V_ACT                (  V_ACT                )
) // Number of fractional bits for ramp pattern
hdmi_color_bar_generator1 (
    .rstn                 (  rstn_out             ),                                                
    .pix_clk              (  pclk                 ),
    .act_x                (  act_x                ),
    // input video timing
    .vs_in                (  vs                   ),                   
    .hs_in                (  hs                   ),                       
    .de_in                (  de                   ),
    // test pattern image output                    
    .vs_out               (  vs_out               ),                    
    .hs_out               (  hs_out               ),                    
    .de_out               (  de_out               ),                    
    .r_out                (  r_out                ),                  
    .g_out                (  g_out                ),                   
    .b_out                (  b_out                ) 
);

endmodule

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hdmi_timming_generator

`timescale 1ns / 1ps
`define UD #1
module hdmi_timming_generator # (
    parameter               X_BITS=4'd12,
    parameter               Y_BITS=4'd12,
    parameter               V_TOTAL = 12'd750,
    parameter               V_FP = 12'd5,
    parameter               V_BP = 12'd20,
    parameter               V_SYNC = 12'd5,
    parameter               V_ACT = 12'd720,
    parameter               H_TOTAL = 12'd1650,
    parameter               H_FP = 12'd110,
    parameter               H_BP = 12'd220,
    parameter               H_SYNC = 12'd40,
    parameter               H_ACT = 12'd1280
)(
    input                   clk,
    input                   rstn,
    output reg              vs_out,
    output reg              hs_out,
    output reg              de_out,
    output reg [X_BITS-1:0] x_act,
    output reg [Y_BITS-1:0] y_act
);
//    parameter               HV_OFFSET = 12'd0 ;
    reg [X_BITS-1:0]        h_count = 'd0;
    reg [Y_BITS-1:0]        v_count = 'd0;
    
    always @(posedge clk)
    begin
        if (!rstn)
            h_count <= `UD 0;
        else
        begin
            if (h_count < H_TOTAL - 1)
                h_count <= `UD h_count + 1;
            else
                h_count <= `UD 0;
        end
    end
    
    always @(posedge clk)
    begin
        if (!rstn)
            v_count <= `UD 0;
        else
        if (h_count == H_TOTAL - 1)
        begin
            if (v_count == V_TOTAL - 1)
                v_count <= `UD 0;
            else
                v_count <= `UD v_count + 1;
        end
    end
    
    always @(posedge clk)
    begin
        if (!rstn)
            hs_out <= `UD 4'b0;
        else 
            hs_out <= `UD ((h_count < H_SYNC));
    end
    
    always @(posedge clk)
    begin
        if (!rstn)
            vs_out <= `UD 4'b0;
        else 
        begin
            if (v_count == 0)
                vs_out <= `UD 1'b1;
            else if (v_count == V_SYNC)
                vs_out <= `UD 1'b0;
            else
                vs_out <= `UD vs_out;
        end
    end
    
    always @(posedge clk)
    begin
        if (!rstn)
            de_out <= `UD 4'b0;
        else
            de_out <= (((v_count >= V_SYNC + V_BP) && (v_count <= V_TOTAL - V_FP - 1)) && 
                      ((h_count >= H_SYNC + H_BP) && (h_count <= H_TOTAL - H_FP - 1)));
    end
    
    always @(posedge clk)
    begin
        if (!rstn)
            x_act <= `UD 'd0;
        else 
        begin
            if(h_count > (H_SYNC + H_BP - 1'b1))
                x_act <= `UD (h_count - (H_SYNC + H_BP));
            else
                x_act <= `UD 'd0;
        end
    end
    
    always @(posedge clk)
    begin
        if (!rstn)
            y_act <= `UD 'd0;
        else 
        begin
            if(v_count > (V_SYNC + V_BP - 1'b1))
                y_act <= `UD (v_count - (V_SYNC + V_BP));
            else
                y_act <= `UD 'd0;
        end
    end
    
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hdmi_color_bar_generator

`timescale 1ns / 1ps
`define UD #1
module hdmi_color_bar_generator # (
    parameter                            COCLOR_DEPP=8, 
    parameter                            X_BITS=13,
    parameter                            Y_BITS=13,
    parameter                            H_ACT = 12'd1280,
    parameter                            V_ACT = 12'd720
)(                                       
    input                                rstn, 
    input                                pix_clk,
    input [X_BITS-1:0]                   act_x,
    input                                vs_in, 
    input                                hs_in, 
    input                                de_in,
    
    output reg                           vs_out, 
    output reg                           hs_out, 
    output reg                           de_out,
    output reg [COCLOR_DEPP-1:0]         r_out, 
    output reg [COCLOR_DEPP-1:0]         g_out, 
    output reg [COCLOR_DEPP-1:0]         b_out
);
    localparam H_ACT_ARRAY_0 = H_ACT/8;
    localparam H_ACT_ARRAY_1 = 2* (H_ACT/8);
    localparam H_ACT_ARRAY_2 = 3* (H_ACT/8);
    localparam H_ACT_ARRAY_3 = 4* (H_ACT/8);
    localparam H_ACT_ARRAY_4 = 5* (H_ACT/8);
    localparam H_ACT_ARRAY_5 = 6* (H_ACT/8);
    localparam H_ACT_ARRAY_6 = 7* (H_ACT/8);
    localparam H_ACT_ARRAY_7 = 8* (H_ACT/8);
    
    always @(posedge pix_clk)
    begin
        vs_out <= `UD vs_in;
        hs_out <= `UD hs_in;
        de_out <= `UD de_in;
    end

    always @(posedge pix_clk)
    begin
        if (de_in)
        begin
            if(act_x < H_ACT_ARRAY_0)
            begin
                r_out <= 8'hff;
                g_out <= 8'hff;
                b_out <= 8'hff;
            end
            else if(act_x < H_ACT_ARRAY_1)
            begin
                r_out <= 8'hff;
                g_out <= 8'hff;
                b_out <= 8'h00;
            end
            else if(act_x < H_ACT_ARRAY_2)
            begin
                r_out <= 8'h00;
                g_out <= 8'hff;
                b_out <= 8'hff;
            end
            else if(act_x < H_ACT_ARRAY_3)
            begin
                r_out <= 8'h00;
                g_out <= 8'hff;
                b_out <= 8'h00;
            end
            else if(act_x < H_ACT_ARRAY_4)
            begin
                r_out <= 8'hff;
                g_out <= 8'h00;
                b_out <= 8'hff;
            end
            else if(act_x < H_ACT_ARRAY_5)
            begin
                r_out <= 8'hff;
                g_out <= 8'h00;
                b_out <= 8'h00;
            end
            else if(act_x < H_ACT_ARRAY_6)
            begin
                r_out <= 8'h00;
                g_out <= 8'h00;
                b_out <= 8'hff;
            end
            else
            begin
                r_out <= 8'h0;
                g_out <= 8'h0;
                b_out <= 8'h0;
            end
        end
        else
        begin
            r_out <= 8'h00;
            g_out <= 8'h00;
            b_out <= 8'h00;
        end
    end
    
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