WIDI - Անլար HDMI ՝ օգտագործելով Zybo (Zynq զարգացման խորհուրդ). 9 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:49

Երբևէ ցանկացե՞լ եք, որ դուք կարողանայիք ձեր հեռուստացույցը միացնել համակարգչին կամ նոութբուքին ՝ որպես արտաքին մոնիտոր, բայց չէ՞ք ցանկանա, որ այդ բոլոր ձանձրացնող լարերը խանգարեն ձեզ: Եթե այո, ապա այս ձեռնարկը հենց ձեզ համար է: Թեև կան որոշ ապրանքներ, որոնք հասնում են այս նպատակին, DIY նախագիծը շատ ավելի գոհացուցիչ է և պոտենցիալ ավելի էժան:

Այս հասկացությունը տարբերվում է chromecast- ի նման արտադրանքներից, քանի որ այն նախատեսված է մոնիտորին միացվող HDMI լարի տեղ զբաղեցնելու փոխարեն հոսքային սարք լինելու փոխարեն:

Մեր նախագիծը ստեղծվել է որպես վերջնական նախագիծ իրական ժամանակի օպերացիոն համակարգերի դասընթացների համար Կալիֆոռնիայի պետական պոլիտեխնիկական համալսարանում, Սան Լուիս Օբիսպո:

Րագրի նպատակն է օգտագործել երկու Digilent Zybo տախտակ ՝ որպես անլար հաղորդակցման միջերես HDMI հաղորդիչ սարքի (համակարգիչ, blu-ray և այլն) HDMI ընդունող սարքի (Desktop Monitor, Projector, TV և այլն) միջև:

Մեկ Digilent Zybo- ն HDMI- ով միացված կլինի փոխանցող սարքին, իսկ մյուսը HDMI- ով `ընդունող սարքին:

Անլար կապը կիրականացվի ՝ օգտագործելով հաղորդիչին և ընդունիչին նվիրված անլար տեղական ցանց, առանց տան երթուղղիչի կամ նման այլ սարքի միջոցով անցնելու: Այս նախագծի համար օգտագործվող անլար մոդուլը tplink wr802n nanorouter- ն է, որոնցից մեկը գործում է որպես ցանց ստեղծելու մուտքի կետ, իսկ մյուսը `ցանցին միանալու համար որպես հաճախորդ: Յուրաքանչյուր nanorouter միացված կլինի ethernet մալուխի միջոցով կամ Zybo տախտակին: Այս երթուղիչներին միանալիս սարքերը TCP- ի միջոցով կշփվեն այնպես, կարծես միացված լինեն միայն մեկ Ethernet մալուխի հետ (այսինքն ՝ կապ հաստատելու համար անհրաժեշտ միակ կոնֆիգուրացիան հաճախորդի IP հասցեն է):

Մինչ նախագծի նպատակն էր հեշտացնել 1080x720 վիդեո @ 60Hz հոսքը, դա անհասանելի էր անլար ցանցում թողունակության սահմանափակումների և ուղարկելու համար պահանջվող տվյալները նվազեցնելու համար իրական ժամանակի վիդեո սեղմման բացակայության պատճառով: Փոխարենը, այս նախագիծը ծառայում է որպես այս նպատակին հասնելու ապագա զարգացման շրջանակ, քանի որ այն խստորեն սահմանափակել է շրջանակների արագության սահմանափակումները `HDMI- ի տվյալները պատշաճ կերպով փոխանցելու համար, ինչպես նախատեսված էր:

Projectրագրի պահանջները.

2x Digilent Zybo զարգացման տախտակներ (պետք է ունենան առնվազն մեկ HDMI պորտ)

2 x HDMI մալուխներ

2x microusb մալուխներ (զարգացման համար Zybo- ն համակարգչին միացնելու համար)

2x tplink wr802n nanorouters (ներառյալ adtl. 2x microusb և պատի վարդակից էներգիայի ադապտերներ)

2x ethernet մալուխներ

*** Նշում. Այս ձեռնարկը ենթադրում է Vivado դիզայնի հավաքակազմի հետ ծանոթություն և նոր նախագծի և բլոկի դիզայնի ստեղծման փորձ: ***

Քայլ 1. Կարգավորեք Zynq ծրագրավորվող տրամաբանությունը հաղորդիչի համար

Հաղորդիչի ծրագրավորվող տրամաբանությունը զարգացնելու մեր մոտեցումն այն էր, որ համակարգչից hdmi-to-hdmi փոխանցում կատարվի համակարգչին `մոնիտորինգի միջոցով` օգտագործելով Video Direct Memory Access (VDMA) երկու բլոկ `մեկը գրելու և մեկը կարդալու համար:

Երկուսն էլ ընտրված են ազատ աշխատելու, 3 շրջանակ-բուֆերային ռեժիմի համար (0-1-2): Քանի որ վիդեո միջուկը օպտիմիզացված է վայրկյանում 60 կադրի համար, դա նշանակում է, որ VDMA- ն ամեն 16,67 մկս -ով ամեն հաջորդ գրելու կամ կարդալու է այս կարգով ՝ 0, 1, 2, 0, 1, 2, 0, 1, 2: Յուրաքանչյուր շրջանակի համար DDR հիշողության վայրերը տարբեր են երկու VDMA- ների համար, քանի որ դրանք այլևս սինխրոնիզացված չեն միմյանց հետ: Փոխարենը, ապարատային ժամաչափը (TTC1), որը կազմաձևված է 60 Հց հաճախականությամբ, օգտագործվում է երկու տեղակայման միջև տվյալների շարժումը համաժամեցնելու համար:

Վերևի պատկերը ցույց է տալիս 3 շրջանակ, դրանց չափերը և յուրաքանչյուրի պահանջվող հիշողության ծավալը (շրջանակի աջ կողմում): Եթե մենք նշանակենք գրելու VDMA հիշողության այս վայրերին, ապա կարող ենք նշանակել կարդացած VDMA հիշողության վայրերը այս հավաքածուից այն կողմ, ասենք `սկսած 0x0B000000- ից: Յուրաքանչյուր շրջանակ բաղկացած է 1280*720 պիքսելից և յուրաքանչյուր պիքսելից բաղկացած է 8 բիթ կարմիր, կանաչ և կապույտ ընդհանուր 24 բիթ: Սա նշանակում է, որ շրջանակը բաղկացած է 1280*720*3 բայթից (2.76 ՄԲ):

Qամաչափի IRQ- ի ներսում, որը նկարագրված է VDMA վարորդի կարգաբերման մեջ, կզբաղվի տվյալների պատճենմամբ երկու VMDA հիշողության վայրերի միջև: VDMA- ն ցույց է տալիս ընթացիկ շրջանակի ցուցիչ, որի վրա գրվում կամ կարդացվում է: Շրջանակը ներկայացված է որոշակի մոխրագույն ծածկագրով, որը փոխարկվում է ծրագրային ապահովման մեջ: 3 շրջանակ-բուֆերային կազմաձևի մոխրագույն ծածկագրի սահմանումները կարելի է գտնել C հավելվածում ՝ AXI VDMA Ապրանքի ուղեցույցում:

Սա թույլ է տալիս մեզ պատճենել հիշողության մեջ գրվող բովանդակությունը ՝ առանց ընթերցելու ներկայումս գրվող շրջանակից:

*** Ուշադրություն դարձրեք, որ ընթերցված VDMA- ն չի օգտագործվում անլար ցանցով տվյալներ ուղարկելու ժամանակ: Նպատակն է միայն ստուգել VMDA գրելու հիշողությունը պատճենելու ճիշտ աշխատանքը: Ընթերցված VMDA- ն պետք է անջատված լինի: ***

Ահա Հաղորդիչների նախագծման բլոկ ստեղծելու քայլերը

1. Նոր նախագիծ ստեղծելիս լավ գաղափար է նախագծին չիպ կամ տախտակ նշանակելը: Այս հղումը նկարագրում է, թե ինչպես ավելացնել նոր տախտակի ֆայլեր Vivado գրացուցակում և ճիշտ տախտակը կապել ձեր նախագծի հետ: Այն օգտակար կլինի Մշակման համակարգի բլոկը ավելացնելիս և սարքավորումից ծրագրային ապահովման անցնելիս (SDK կողմ):

2. Ավելացրեք հետևյալ բլոկները.

   • dvi2rgb
   • Տեսանյութը Axi4-stream- ում
   • Timամանակի վերահսկիչ
   • axi4-stream- ը դուրս գալու համար
   • rgb2dvi
   • AXI VDMA x2
   • AXI GPIO x2
   • Clամացույցի կախարդ
   • Մշտական
   • Zynq մշակման համակարգ
3. Մշակման համակարգը ավելացնելիս կտտացրեք «Գործարկել արգելափակման ավտոմատացումը» վերին կանաչ գույնի սանդղակից և համոզվեք, որ ընտրված է «Դիմել տախտակի նախադրվածը» տարբերակը: Մնացած ամեն ինչը թողեք կանխադրված:
4. Յուրաքանչյուր բլոկի կազմաձևման պատուհանի պատկերները կարելի է գտնել վերը նշված պատկերներում: Եթե որոշակի պատուհանի պատկեր չեք տեսնում, պարզապես թողեք այն որպես կանխադրված:

5. Սկսեք Zynq Processing համակարգի կազմաձևումը.

   • PS-PL կազմաձևում AXI Non Secure Enable GP Master AXI, միացրեք M AXI GP0 միջերեսը
   • PS-PL կազմաձևում HP Slave AXI ինտերֆեյս, միացրեք և՛ HP0, և՛ HP1
   • MIO- ի կազմաձևում Համոզվեք, որ ENET0- ը միացված է I/O ծայրամասային սարքերի ներքո, այնուհետև Application Processor Unit, միացրեք Timer0
   • Ockամացույցի կազմաձևում PL Fabric Clocks- ում միացրեք FCLK_CLK0 և սահմանեք 100 ՄՀց:
   • Սեղմեք Ok
6. Մինչև «Գործարկել միացման ավտոմատացումը» կտտացնելը, համոզվեք, որ միացրեք վիդեո բլոկները, ինչպես երևում է վերևում TX բլոկի դիզայնի պատկերում: Դուք կցանկանաք հաստատունը վերանվանել VDD և սահմանել արժեքը 1. Համապատասխանաբար միացրեք տեսաբլոկները:
7. HDMI TMDS ժամացույցը և տվյալների կապերը արտաքին դարձրեք rgb2dvi և dvi2rgb բլոկների վրա
8. Ստեղծեք մուտքային և ելքային պորտ ՝ տաք վարդակից հայտնաբերելու ազդանշանի (HPD) համար և միացրեք դրանք միասին, դրանք սահմանված են սահմանափակումների ֆայլում

9. Պիքսելային ժամացույցը վերականգնվում է TMDS_Clk_p- ից, որը ստեղծվում է սահմանափակումների ֆայլում: Դա կլինի 74.25 ՄՀց ՝ 720p բանաձևին համապատասխան: Կարևոր է միացնել պիքսելային ժամացույցը (dvi2rgb բլոկից) հետևյալ կապումներին.

   • vid_io_in_clk (վիդեո առանցքային հոսքի արգելափակման մեջ)
   • vid_io_out_clk (առանցքային հոսք դեպի վիդեո բլոկ)
   • clk (ժամանակի վերահսկիչ)
   • PixelClk (rgb2dvi)
10. *** Նշում. Ներկայումս պիքսելային ժամացույցի վերականգնումն ակտիվացնելու համար HDMI rx և tx միակցիչները պետք է միացված լինեն ակտիվ աղբյուրին/լվացարանին: Սրա շուրջ մեկ տարբերակ ՝ տեսահոլովակի rx և tx բլոկները բաժանել ժամացույցի տարբեր տիրույթների (այլ կերպ ասած ՝ գեներացնել 74.25 ՄՀց նոր ժամացույց ՝ tx բլոկին կերակրելու համար): ***
11. Հաջորդը կարգավորեք ժամացույցի հրաշագործը, որպեսզի ունենաք 100 ՄՀց մուտք (գլոբալ բուֆերային աղբյուր) և 3 ելքային ժամացույց @ 50 ՄՀց (AXI-Lite ժամացույց), 150 ՄՀց (AXI4-Stream ժամացույց), 200 ՄՀց (dvi2rgb RefClk քորոց):
12. Միացրեք FCLK_CLK0 մշակման համակարգի քորոցը ժամացույցի հրաշագործի մուտքին
13. Այս պահին կտտացրեք «Գործարկել միացման ավտոմատացումը» դիզայնի պատուհանի վերևում գտնվող կանաչ սանդղակից: Լավ գաղափար է դա անել միանգամից մեկ բլոկի համար և հետևել վերը նշված TX բլոկի ձևավորման պատկերին:
14. Գործիքը կփորձի ավելացնել AXI Interconnect- ը, որը հանդես է գալիս որպես հիմնական/ստրուկ փոխկապակցում այն բլոկների համար, որոնք օգտագործում են AXI-Lite ավտոբուսը (VDMA և GPIO):
15. Այն նաև կավելացնի AXI SmartConnect- ը, որը հանդես է գալիս որպես հիմնական/ստրուկ փոխկապակցում VDMA- ի կողմից օգտագործվող AXI4-Stream և High Performance պրոցեսորային միջերեսների համար (Stream to Memory Map և հակառակը):
16. Գործիքը կավելացնի նաև Processor System Reset- ը: Համոզվեք, որ սա կապված է միայն VDMA- ների, GPIO- ների և պրոցեսորների հետ կապված բլոկների հետ: Մի միացրեք այն որևէ վիդեո բլոկի (այսինքն ՝ dvi2rgb, ժամանակի վերահսկիչ, տեսանյութ հոսքի համար և այլն)
17. Միացման ավտոմատացումն ավարտվելուց հետո ստուգեք, որ կապերը համընկնում են TX բլոկի դիզայնի պատկերի հետ: Դուք կնկատեք համակարգային ILA- ի լրացուցիչ բլոկ, որը չի նշվել: Սա միայն վրիպազերծման համար է և առայժմ դրա կարիքը չկա: Այն օգտագործում է 150M Processor Reset, այնպես որ դա նույնպես անհրաժեշտ չէ: Whereանկացած վայրում, որտեղ տեսնում եք փոքրիկ կանաչ «վրիպակներ» ավտոբուսների վրա, դա ILA- ի պատճառով է եւ կարող է անտեսվել:
18. Վերջնական քայլը ծրագրի աղբյուրների ծառի վրա աջ սեղմել բլոկի ձևավորման վրա և ընտրել «Ստեղծել HDL փաթաթիչ»: Եթե պլանավորում եք փաթեթավորմանը ավելացնել տրամաբանությունը, այն ամեն անգամ ընտրվելուց հետո կգրվի:
19. SDK- ի կողմում մանրամասների համար տե՛ս VDMA Driver Setup բաժինը:

Clամացույցներ և վերագործարկումներ

Ես գտա, որ ծրագրավորվող տրամաբանական նախագծի ամենակարևոր ասպեկտները ժամացույցի տիրույթների և վերակայման ազդանշանների մանրակրկիտ դիտարկումն է: Եթե դրանք ճիշտ կազմաձևված են, ապա դուք լավ կկարողանաք ձեր դիզայնը գործի դնել:

Pixel ժամացույց և ժամաչափը կողպված է

Որոշ ազդանշանների ակտիվ լինելը ստուգելու համար լավ գաղափար է ՝ այդ ազդանշանները կապել LED- ների հետ (ժամացույցներ, վերակայումներ, կողպեքներ և այլն): Երկու ազդանշան, որոնք ես օգտակար գտա հաղորդիչ տախտակին հետևելու համար, եղել են պիքսելային ժամացույցը և AXI4-Stream- ի «կողպված» ազդանշանը ՝ վիդեո դուրս գալու համար, ինչը ձեզ ասում է, որ տեսանյութի ժամանակը համաժամացվել է ժամանակի վերահսկիչի և տեսաաղբյուրի հետ: տվյալները: Ես որոշ տրամաբանություն եմ ավելացրել դիզայնի բլոկի փաթաթանին, որը հետևում է պիքսելային ժամացույցին ՝ օգտագործելով dvi2rgb բլոկի PixelClkLocked ազդանշանը ՝ որպես վերականգնում: Ես այստեղ կցել եմ ֆայլը որպես hdmi_wrapper.v: Արգելքների ֆայլը նույնպես կցված է այստեղ:

Քայլ 2. Կարգավորեք Zynq ծրագրավորվող տրամաբանությունը ստացողի համար

Ստացողի համար ծրագրավորվող տրամաբանական բլոկն ավելի պարզ է: Հիմնական տարբերությունը, բացի բացակայող hdmi մուտքային բլոկներից, վերականգնված պիքսելային ժամացույցի բացակայությունն է: Այդ պատճառով մենք պետք է ստեղծենք մեր սեփականը ժամացույցի հրաշագործից: Այս դիզայնը պետք է կատարվի հաղորդիչից առանձին նախագծում: Մեր նպատակների համար ընդունիչի նախագիծը հետևեց Zybo 7Z-20 տախտակին, իսկ Հաղորդիչը `Z7-10 տախտակին: Տախտակների վրա FPGA- ները տարբեր են, այնպես որ… զգույշ եղեք:

Ահա Ստացողի նախագծման բլոկ ստեղծելու քայլերը

1. Ձեր դիզայնին ավելացրեք հետևյալ ip բլոկները.

   • Timամանակի վերահսկիչ
   • AXI4-Stream to Video Out
   • RGB- ից DVI- ին
   • AXI VDMA
   • AXI GPIO
   • Մշակման համակարգ
   • Clամացույցի կախարդ
   • Մշտական (VDD- ն սահմանել է 1)
2. Այս բլոկների կազմաձևման համար հետևեք նույն օրինակին, ինչ հաղորդիչը: Այստեղ ներառված են կազմաձևերի նշանակալի տարբերությունների պատկերները: Մյուսները մնում են նույնը, ինչ Հաղորդիչն է:
3. Կազմաձևեք VDMA- ն այս դիզայնի համար միայն որպես ընթերցված ալիք: Անջատեք գրելու ալիքը:

4. Clockամացույցի հրաշագործը պետք է կազմաձևվի հետևյալ ելքերի համար.

   • clk_out1: 75 ՄՀց (պիքսելային ժամացույց)
   • clk_out2: 150 ՄՀց (հոսքի ժամացույց)
   • clk_out3: 50 ՄՀց (առանցքային ժամացույց)
5. Միացրեք վիդեո բլոկները, ինչպես ցույց է տրված RX բլոկի դիզայնի պատկերում:
6. Այնուհետև գործարկեք կապի ավտոմատացումը, որը կավելացնի AXI Interconnect, AXI SmartConnect և System Reset բլոկները և կփորձի կատարել համապատասխան կապեր: Դանդաղ գնացեք այստեղ ՝ համոզվելու համար, որ այն չի կատարում անցանկալի կապեր:
7. HDMI TMDS ժամացույցը և տվյալների կապերը արտաքին դարձրեք rgb2dvi բլոկի վրա
8. Այս դիզայնի վրա տաք վարդակից ազդանշանի կարիք չկա:

Քայլ 3: Կարգավորեք VDMA վարորդը

Տարբեր բլոկների կարգավորումը, որոնք կազմաձևված են AXI-Lite ինտերֆեյսի միջոցով, լավագույնս կատարվում է BSP- ի հետ ներառված ցուցադրական նախագծերի միջոցով որպես տեղեկանք: Դիզայներական ապարատն արտահանելուց և Vivado- ից SDK- ն գործարկելուց հետո կցանկանաք ավելացնել տախտակի աջակցության նոր փաթեթ և ներառել lwip202 գրադարանը BSP կարգավորումների պատուհանում: Բացեք system.mss ֆայլի ֆայլը BSP- ից և կտեսնեք ձեր բլոկի նախագծից ներկայացված ծայրամասային վարորդները: «Նմուշների ներմուծում» տարբերակը թույլ է տալիս ներմուծել ցուցադրական ծրագրեր, որոնք օգտագործում են այս ծայրամասային սարքերը և դրանով իսկ ցույց են տալիս, թե ինչպես դրանք կարգավորել ծրագրակազմում ՝ օգտագործելով առկա Xilinx վարորդները (տես կցված պատկերը):

Սա այն մեթոդն էր, որն օգտագործվում էր VDMA, Timer & Interrupt և GPIO կազմաձևելու համար: Այստեղ ներառված է ինչպես փոխանցման, այնպես էլ ստացման աղբյուրի կոդը: Տարբերությունները գրեթե բացառապես main.c- ում են:

*** Ո NOTՇԱԴՐՈԹՅՈՆ. Քանի որ այս ձեռնարկը գրելու պահին համակարգը լիարժեք գործունակ չէ, այս բաժնի աղբյուրի կոդը չի ներառում անլար ցանցի ծածկագիրը: Տեսահոլովակի փոխանցման/ստացման նախագծերի և ցանցի փոխանցման/ստացման նախագծերի համատեղման արդյունքում անհրաժեշտ է լուծել մի շարք սխալներ: Հետևաբար, այս ձեռնարկը առայժմ նրանց առանձին է վերաբերվում: ***

TX Interrupt Handler գործառույթը (IRQHandler)

Այս գործառույթը կարդում է գորշ կոդերը, որոնք տրամադրվում են ինչպես կարդալու, այնպես էլ գրելու VDMA- ներով GPIO բլոկների միջոցով: Մոխրագույն կոդերը վերածվում են տասնորդականի և օգտագործվում են ընթացիկ շրջանակի շրջանակի հիմնական հիշողության վայրը ընտրելու համար: Պատճենված շրջանակը նախորդ շրջանակն է, որին գրում է VDMA- ն (օրինակ, եթե VDMA- ն գրում է շրջանակ 2 -ին, մենք պատճենում ենք շրջանակը 1 -ը, եթե 0 -ին գրում ենք, մենք փաթաթում և կարդում ենք շրջանակ 2 -ից):

Գործառույթը գրավում է միայն յուրաքանչյուր 6 -րդ շրջանակը ՝ շրջանակի արագությունը նվազեցնելու համար մինչև 10 Հց, այլ ոչ թե 60 Հց: Theանցի վերին սահմանը 300 Մբիթ / վրկ է: 10 կադր վայրկյանում պահանջվում է 221.2 Մբիթ / վ թողունակություն:

Այս գործառույթի երկու տողերի մեկնաբանումը/չմեկնաբանելը թույլ կտա օգտվողին կարգաբերման/փորձարկման նպատակով անցնել HDMI passthru ռեժիմի (ծածկագիրը մեկնաբանվում է `համապատասխան տողերը նշելու համար): Այն ներկայումս պատճենում է շրջանակը հիշողության վայրում, որն օգտագործվում է ethernet կոդի միջոցով:

RX ընդհատումների կառավարիչի գործառույթ (IRQHandler)

Այս գործառույթը շատ նման է TX գործառույթին, սակայն այն պատճենում է 2 բուֆերային FIFO- ից, որն օգտագործվում է ethernet- ի կողմից `մուտքային տվյալներ գրելու համար: Ethernet ծածկագիրը ցույց է տալիս, թե որ շրջանակն է գրվում FIFO- ի վրա, տվյալները պատճենվում են հակառակ շրջանակից: Տվյալները պատճենվում են այն շրջանակի վրա, որն անմիջապես գտնվում է VDMA- ի կողմից ընթերցվողի ետևում ՝ պատռվածքից խուսափելու համար:

Քայլ 4: Կարգավորեք Nanorouter ցանցը

TPlink nanorouters- ի միջոցով ցանց ստեղծելու համար միացրեք դրանք առանձին և միացեք սարքերի համար կանխադրված wifi SSID- ին: Այս սարքի կազմաձևման կարգավորումների մասին լրացուցիչ տեղեկություններ կարելի է գտնել սարքի օգտագործման ձեռնարկի միջոցով:

Կարգավորեք սարքերից մեկը որպես մուտքի կետ, այն կգործի որպես ցանցի առաջնային կապ: Համոզվեք, որ անվանեք ցանցը և նշեք անունը և անջատեք DHCP- ը (մենք չենք ցանկանում, որ երթուղիչը IP հասցեները դինամիկ կազմաձևի, մենք ուզում ենք, որ հաղորդիչ և ընդունող Zybo տախտակները ինքնուրույն սահմանեն իրենց IP հասցեները, որպեսզի դրանք հետևողական լինեն): Կարգավորելուց հետո համոզվեք, որ սարքը վերագործարկվի և ստեղծի այս ցանցը:

Կարգավորեք մյուս սարքը որպես հաճախորդ և համոզվեք, որ այն միանում է ձեր առաջին նանոարագծով տեղադրված SSID ցանցին: Կրկին համոզվեք, որ DHCP- ն անջատված է հաճախորդի համար:

Հաճախորդն ավարտելուց և վերագործարկվելուց հետո այն պետք է միանա մուտքի կետի nanorouter- ին (եթե դա չկատարվի, ամենայն հավանականությամբ, սարքերից մեկի կազմաձևման խնդիր կա): Դուք կնկատեք, որ հաճախորդի LED լույսը ամուր կլինի, երբ այն միանա մուտքի կետին:

Մուտքի կետի nanorouter LED- ն, ամենայն հավանականությամբ, կշարունակի առկայծել այս պահին, սա նորմալ է: Flashրամեկուսացման լույսը նշանակում է, որ այն միացված չէ այլ սարքի իր ethernet պորտից, և երբ այն միացված է կազմաձևված Zybo- ին, LED- ն կմնա ամուր ՝ նշելով հաջող ցանցային կապը:

Այժմ, երբ մենք ունենք մեր nanorouters- ի կարգավորումը, մենք ունենք անլար ցանց, որը թույլ կտա մեզ հաղորդակցվել: Կարևոր նշում է, որ nanorouters- ի մեր կոնֆիգուրացիայի մեթոդը (որպես մուտքի կետ և հաճախորդ) թույլ է տալիս հաղորդակցվել Zybo հաղորդիչ տախտակից մինչև ընդունող Zybo տախտակին այնպես, ասես երկուսը կապված լինեն մեկ Ethernet լարով: Սա ավելի դժվար է դարձնում մեր ցանցի կարգավորումը, քանի որ այլընտրանքը, ամենայն հավանականությամբ, կներառի Zybo- ի տախտակների կազմաձևումը ՝ սերվերին հստակորեն միանալու համար ՝ նախատեսված կապի հետ միասին:

Երկու սարքերի տեղադրումից հետո, nanorouters- ը կազմաձևված է և պատրաստ է ներդրման ձեր WIDI ցանցում: Չկա հատուկ զուգավորում nanorouters- ի և Zybo- ի տախտակների միջև, քանի որ կամ մուտքի կետը, կամ հաճախորդը կաշխատի փոխանցող կամ ստացող սարքի համար:

Քայլ 5. Ստեղծեք տվյալների փոխանցման համար Zynq մշակման համակարգ Ethernet- ի միջոցով

HDMI տվյալները Zybo- ի մեկ տախտակից մյուսը փոխանցելու համար մենք պետք է Ethernet արձանագրություն ներառենք մեր VDMA վարորդի հետ: Մեր նպատակն է ՝ առանձին տեսանյութերի շրջանակներ փոխանցել Ethernet ծայրամասային սարքով ՝ մշակման համակարգում ՝ սահմանված արագությամբ, որը համահունչ է մեր ցանցի թողունակությանը: Մեր նախագծի համար մենք օգտագործեցինք TCP- ն, որը տրամադրվում էր մերկ մետաղներով LwIP API- ով: Քանի որ ծրագրի երկու անդամներն էլ համեմատաբար անփորձ են ցանցային կոմունալ ծառայությունների ոլորտում, այս ընտրությունը կատարվել է առանց լիովին ճանաչելու TCP- ի հետ կապված հետևանքներն ու սահմանափակումները: Այս իրականացման հիմնական խնդիրը սահմանափակ թողունակությունն էր և այն, որ այն իսկապես նախատեսված չէ տվյալների մեծ ծավալների գոլորշիացման համար: Այս նախագծում TCP- ի փոխարինման և բարելավման այլընտրանքային լուծումները կքննարկվեն ավելի ուշ:

TCP- ի համառոտ նկարագրություն LwIP- ով. Տվյալները ցանցով ուղարկվում են tcp_mss չափի փաթեթներով (TCP հատվածի առավելագույն չափը), որն ընդհանուր առմամբ կազմում է 1460 բայթ: Tcp_write- ի կանչը կպահանջի ցուցիչով հղված որոշ տվյալներ և կկարգավորի pbufs (փաթեթային բուֆերներ) `տվյալները պահելու և TCP գործողությունների կառուցվածք ապահովելու համար: Տվյալների առավելագույն քանակը, որոնք կարող են հերթագրվել միաժամանակ, սահմանվում է որպես tcp_snd_buf (TCP ուղարկողի բուֆերային տարածք): Քանի որ այս պարամետրը 16 բիթանոց է, մենք սահմանափակվում ենք 59695 բայթ ուղարկող բուֆերի չափով (ուղարկելու բուֆերում կա որոշ անհրաժեշտ լիցք): Տվյալների հերթագրվելուց հետո tcp_output- ը կանչվում է ՝ սկսելու տվյալների փոխանցումը: Տվյալների հաջորդ հատվածը ուղարկելուց առաջ անհրաժեշտ է, որ բոլոր նախորդ փաթեթները հաջողությամբ փոխանցվեն: Այս գործընթացը կատարվում է օգտագործելով recv_callback գործառույթը, քանի որ սա այն գործառույթն է, որը կոչվում է, երբ ընդունումը երևում է ստացողից:

Vivado SDK- ի օրինակելի նախագծերի օգտագործումը շատ օգտակար է LwIP TCP- ի գործողությունը սովորելու համար և լավ մեկնարկային կետ է նոր նախագիծ սկսելու համար:

WiDi փոխանցող սարքի ընթացակարգը հետևյալն է.

1. Նախագծեք TCP ցանցը ՝ օգտագործելով մերկ մետաղական LWIP վարորդի գործառույթի կանչերը:
2. Նշեք ցանցի գործունեության համար անհրաժեշտ հետ կանչման ցանկացած գործառույթ:
3. Միացեք WiDi ընդունիչին ՝ միանալով նրա IP հասցեին և նավահանգստին (մեր կազմաձևը. Ստացողի IP- ն է 192.168.0.9, միացեք 7 -րդ պորտին):
4. Երբ VDMA վարորդի ժամաչափը լրանում է, մուտքագրեք TX ISR:
5. Որոշեք մուտքի ներկայիս շրջանակի բուֆերը `հիմնվելով VDMA գորշ կոդի վրա
6. Հավաքեք տվյալների առաջին հատվածը TCP ուղարկելու բուֆերում
7. Մուտքագրեք տվյալները և թարմացրեք տեղական փոփոխականները ՝ հետևելու համար, թե որքան տվյալներ են ուղարկվել ընթացիկ շրջանակից:
8. Ստացված հետադարձ կապին հասնելուց հետո (գործառույթի կանչը, որը կատարվել է այն բանից հետո, երբ հաղորդիչը ստանում է տվյալների որոնման հաստատում), հերթագրեք տվյալների հաջորդ հատվածը:
9. Կրկնեք 7 և 8 քայլերը, մինչև ամբողջ շրջանակն ուղարկվի:
10. Վերադառնալ պարապ վիճակի ՝ սպասելու, որ հաջորդ ժամաչափի ընդհատումը ցույց տա, որ նոր շրջանակը պատրաստ է (Վերադառնալ քայլ 4):

Համոզվեք, որ տեղադրեք տախտակի աջակցության փաթեթի LwIP կարգավորումները, ինչպես ցույց է տրված վերևի նկարում: Բոլոր արժեքները կանխադրված են, բացառությամբ tcp_snd_buf, tcp_pueue_ooseq, mem_size, memp_n_tcp_seg: Նաև նշեք, որ մանրամասն վրիպազերծման կարելի է հասնել ՝ կարգաբերման_ընտրանքների խմբի BSP պարամետրերը փոխելով:

Քայլ 6. Տեղադրեք Zynq մշակման համակարգը տվյալների ընդունման համար Ethernet- ի միջոցով

Zybo- ի զարգացման խորհուրդը, որը հանդես կգա որպես անլար ընդունիչ, կգործի նմանապես հաղորդիչ սարքի հետ: LwIP- ի տախտակի աջակցության փաթեթի կարգավորումները նույնական կլինեն նախորդ քայլին:

Սարքը կընդունի նանոարագծից վիդեո շրջանակի հատվածներ պարունակող փաթեթներ, և այն կպատճեն վիդեո շրջանակի տվյալները եռակի շրջանակի բուֆերային տարածության մեջ ընդունող VDMA- ի համար: Տվյալների վերագրանցումից խուսափելու համար տվյալների կրկնակի բուֆերը (մենք կանդրադառնանք որպես ցանցի բուֆեր) օգտագործվում է նանոարուղուց տվյալների հավաքման ժամանակ, որպեսզի ցանցի երթևեկությունը շարունակի հոսել, քանի դեռ նախորդ ամբողջական վիդեո շրջանակը պատճենվում է VDMA բուֆեր:

WiDi ընդունող սարքի ընթացակարգը պահանջում է երկու խնդիր, որոնցից մեկը `Ethernet տվյալների ստացումն է, իսկ մյուսը` ցանցի բուֆերից վիդեո շրջանակների պատճենումը VDMA- ի եռակի շրջանակի բուֆերին:

Ethernet ընդունման առաջադրանք.

1. Նախնականացնել TCP ցանցը ՝ օգտագործելով մերկ մետաղական LWIP վարորդի գործառույթի կանչերը (կարգաբերում IP հասցեով, որին հաղորդիչը կկապի, մեր ՝ 192.168.0.9)
2. Նշեք ցանցի գործունեության համար անհրաժեշտ հետ կանչման ցանկացած գործառույթ:
3. Ethernet փաթեթ ստանալուց հետո պատճենեք տվյալների տվյալները ցանցի ընթացիկ բուֆերում, ավելացրեք ընթացիկ կուտակված տվյալները:
4. Եթե փաթեթը լրացնում է ցանցի շրջանակի բուֆերը, շարունակեք քայլերը 5 և 6. Հակառակ դեպքում, այս առաջադրանքից ետ շրջեք դեպի քայլ 3:
5. ազդանշան, որ VDMA եռակի շրջանակի բուֆերային առաջադրանքը պետք է պատճենվի նոր ավարտված ցանցի բուֆերից:
6. Անցեք ցանցի մյուս բուֆերին և շարունակեք տվյալների հավաքումը ethernet- ի միջոցով:
7. Պարապ մնացեք մինչև նոր ethernet փաթեթը ստացվի (քայլ 3):

Պատճենեք ցանցի բուֆերը VDMA եռակի շրջանակի բուֆերի մեջ.

1. Երբ VDMA վարորդի ժամաչափը լրանում է, մուտքագրեք RX ISR:
2. Որոշեք մուտքի ներկայիս շրջանակի բուֆերը `հիմնվելով VDMA գորշ կոդի վրա:
3. Որոշեք, թե որ ցանցի բուֆերն է պատճենվելու VDMA բուֆերում և պատճենեք այդ տվյալները

Քայլ 7: Միացրեք ձեր Zybo տախտակները HDMI աղբյուրին և HDMI լվացարանին

Այժմ միացրեք hdmi մալուխները և ստացողի, և հաղորդիչի համար, ծրագրավորեք FPGA- ն և գործարկեք մշակման համակարգը: Շրջանակի արագությունը, ամենայն հավանականությամբ, շատ դանդաղ կլինի ՝ LwIP- ի գործողության հսկայական ծախսերի և սահմանափակ թողունակության պատճառով: Եթե որևէ խնդիր կա, միացեք UART- ի միջոցով և փորձեք բացահայտել որևէ նախազգուշացում կամ սխալ:

Քայլ 8. Բարելավման այլընտրանքային գաղափարներ

Այս նախագծի համար մեծ խնդիր էր WiFi- ի միջոցով ուղարկելու համար անհրաժեշտ տվյալների քանակը: Սա սպասելի էր, սակայն մենք թերագնահատեցինք դրա ազդեցությունը և հանգեցրինք էկրանին ավելի շատ պատկերների պոռթկման, քան տեսաֆիլմերի: Այս նախագիծը բարելավելու մի քանի եղանակ կա.

• Իրական ժամանակի վիդեո սեղմում: Մուտքային տեսաֆիլմը շրջանակ առ շրջանակ սեղմելը մեծապես կնվազեցնի ցանցով ուղարկվելու համար անհրաժեշտ տվյալների քանակը: Իդեալում, դա կաներ ապարատային սարքավորումների մեջ (ինչը հեշտ գործ չէ), կամ ծրագրային ապահովման մեջ `օգտագործելով ARM- ի մյուս միջուկը` սեղմման ալգորիթմներ գործարկելու համար (սա լրացուցիչ վերլուծության կարիք կունենա `ժամանակի ավարտը ապահովելու համար): Կան բաց կոդով իրական ժամանակի վիդեո սեղմման բաղադրիչներ, որոնք մենք գտել ենք համացանցում, բայց մեծամասնությունը IP են:
• Ethernet հոսքի ներդրում ապարատային, այլ ոչ թե ծրագրային ապահովման մեջ: Տեղադրված տարածքի բացակայության պատճառով հաղորդիչի մեջ ելքային տվյալները հերթագրելու համար մի հատված կար ՝ հատվածի չափի սահմանափակության պատճառով: Շատ ավելի արդյունավետ գործընթաց է AXI Ethernet IP- ի օգտագործումը FIFO բուֆերի կամ DMA- ի հետ `դրա մեջ տվյալները ներմուծելու համար: Սա կնվազեցնի LwIP TCP- ի լրացուցիչ ուղեբեռը և թույլ կտա ավելի շատ տվյալների հոսք:

Քայլ 9: Մատչելիություն

Այս WiDi նախագծի արդյունքում ստացված արտադրանքը պետք է լինի լիովին ինտեգրված, կոմպակտ զույգ սարքեր, որոնցից օգտվողը կարող է միացնել ցանկացած HDMI աղբյուրի, այնուհետև տեսաֆայլը անլար կերպով սուզել HDMI հնարավորությամբ էկրանին: Սարքերը կցուցադրեն Zyq-7000 SoC- ը, որը հայտնաբերվել է Zybo- ի տեղեկատու տախտակին և կներառեն TP-Link նանո-երթուղղիչներում հայտնաբերված ցանցային սարքավորումները: Իդեալում, օգտագործողը կկարողանա վերահսկել փոխանցման մոդուլը թիրախային օպերացիոն համակարգի դիսկրետ տեղից `զգալի տեխնիկական կարողությունների քիչ կարիք ունենալով:

Անվտանգություն և միացում

Սարքերը պետք է ներառեն նաև Տրանսպորտային շերտի անվտանգություն (TLS) և ունենան սահմանափակ ավտոմատ միացման հնարավորություն ՝ երկուսն էլ գաղտնիության նկատառումներով: Դիզայներների մտադրությունն է անլար ինտերֆեյսի միջոցով ցուցադրման հետ կապը դարձնել օգտվողի անունից կանխամտածված գործողություն `սխալմամբ զգայուն նյութերի հեռարձակումից խուսափելու համար:

Ներկայիս կարգավիճակը

Մինչև այս պահը, ծրագրի վիճակը դեռ շատ ընթացքի մեջ է: Որպեսզի ընթացիկ վերջնական կետի օգտվողը օգուտ քաղի այս ձեռնարկից, նա պետք է ունենա ուժեղ տեխնիկական պատկերացում ներդրված համակարգի ձևավորման վերաբերյալ և պետք է որոշակի ծանոթ լինի համատեղ աշխատող ծրագրավորվող ապարատին և ներդրված ծրագրակազմին:

Theանցով ուղարկվող տվյալները այս պահին գաղտնագրված չեն և ենթադրվում է, որ TCP/IP փաթեթների հում փոխանցում են:

Տեսամիջուկ նախագիծը հաջողությամբ փորձարկվել է ինչպես փոխանցման, այնպես էլ ստացման համար: Մյուս կողմից, երկու zybo տախտակների միջև անլար կապը հաստատվեց, և փորձարկման շրջանակի տվյալները հաջողությամբ ուղարկվեցին: Այնուամենայնիվ, դեռ անհրաժեշտ է միավորել ցանցի ծածկագիրը յուրաքանչյուր վիդեո հիմնական ծրագրի համար և ստուգել իրական տեսաֆիլմերի փոխանցումը: