第1回FPGAスタートアップセミナー　ライトニングトーク資料 I_HaL

1. 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

2.  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

3.  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

4.  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

5.  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

6. 作っちゃえ!
D.I.Y.

7. 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

8. ワンボード
マイコン
FPGA
XGA液晶
電源

9.  FPGA基板ハンダ面
高電圧注意
液晶バックライト
電源
AC 254V

10. LVDS 10本
HDMI 8本
LVDS
HDMI

11. 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

12.  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

13. ね、簡単でしょ？

14.  FPGA内部
dvi_rxLvds_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

15.  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

16.  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

17. 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。

18. ハードウェアの出番！

19.  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

20. FPGAなら回路をソフトウェア
のようにプログラムできる。

21. 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。

22. 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。

23. 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。

24.  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。

25.  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