百度360必应搜狗淘宝本站头条
当前位置:网站首页 > 技术文章 > 正文

用FPGA/树莓派RP2040驱动HDMI的资源

cac55 2025-07-14 15:05 3 浏览 0 评论

如果能够用FPGA能够驱动显示器,就可以做不少与视频相关的实验,很多FPGA开发板使用了比较简单的VGA接口,连接非常简单,如下图:

然后我们就可以用FPGA的逻辑来做各种游戏了:

然而,现在的显示器基本上都使用的是HDMI连接器,VGA接口的显示器只能在古老的实验室里才有。所以我们要做视频的一些项目,就要用FPGA来输出HDMI的信号,HDMI的连接器有不同大小,常用的体积比较大,信号线的定义如下图:


标准的HMDI连接器有19个管脚,只有其中的8根是以差分信号的方式来传输高速视频信息的,所以只需要8根FPGA的管脚,配制成7对差分TMDS输出即可。

那时钟的速率需要多快呢?如果我们要生成一个640*480 RGB 24bpp的视频信号,刷新频率为60Hz,每帧有307200个像素,每一个像素为24位(R|G、B各8位),需要0.44Gbps的又用数据才能传输。再考虑一些屏外区域的信息,实际的分辨率需要大一些,比如800*525.

一个像素需要3 * 8位来传输,实际上HDMI还需要添加2bits以便对数据进行加扰,也就是需要3*10位来传输,每个像素需要30bits。

加扰用的额外数据用于接收端对接收到的数据进行同步,下面是TMDS差分信号的时序:

对于640*480分辨率的显示,我们需要至少250MHz的时钟信号,如果要获得更高的分辨率则需要更高的时钟频率,小脚丫FPGA模块中使用的Lattice的XO2-4000HC系列FPGA以及Intel的MAX10器件内部的时钟通过锁相环生成,可以达到400MHz。支持640*480分辨率是没有问题的,如果要获得更高的分辨率可以采用DDR输出的方式。

通过逻辑编程,可以在显示屏上实现如下的效果:

具体的代码实现可以参考页面:https://www.fpga4fun.com/HDMI.html

更多关于FPGA驱动HDMI的文章:

  • https://projectf.io/posts/fpga-graphics/
  • https://projectf.io/posts/fpga-pong/
  • https://projectf.io/posts/video-timings-vga-720p-1080p/

讲完了FPGA驱动HDMI,有没有可能用单片机/微控制器也能实现同样的效果呢?一般的MCU真的够呛,但树莓派基金会推出的RP2040却是可以做到的:

  • 虽然RP2040的标称时钟为125MHz,但可以轻松超频到250MHz,能够满足640*480分辨率的时钟要求了
  • RP2040的PIO可以通过编程配置称为4对差分输出的串行信号

具体如何实现,看一下技术大神Luke Wren在RP2040上用GPIO通过Bitbang的方式得到的DVI接口:https://github.com/Wren6991/PicoDVI

下面是他的电路原理图(用KiCad绘制的,有源文件)

有位小哥使用他的代码,在SparkFun的RP2040板上实现的效果:

在显示屏上显示文字:

显示月亮:

当然也可以播放视频

有人专门制作了一个板子,RP2040超频到252MHz

关于用RP2040驱动HDMI的更多资源可以在Github搜索HDMI RP2040。

相关推荐

三星电视通过VGA端口接连笔记本教程

科技的发达不仅仅表现于智能电视的功能有多全面,手机、笔记本、电视盒子有多智能,而是这些电子产品是否能够相互连接、多屏互动进而进行多媒体播放与数据传输等。目前,三星电视早已可以实现多项设备间的连接与使用...

KVM210UA 2口USB电脑切换器VGA KVM切换器 键鼠控制2台电脑 免电源

登昌恒KVM210UA2口USB电脑切换器VGAKVM切换器键鼠控制2台电脑免外接电源即时切换显示画面不延迟热插拔免驱动适合MAC苹果电脑笔记本和台式电脑...

大神自己将老旧笔记本改装成多方面强悍的“超极本”

文/自己建房子亲戚有个03年的清华紫光笔记本,配置是奔腾1.8G,XP勉强运行,亲戚今年帮了非常大的忙,无以回报,把他这个垃圾本改一下略为回报新配置:CPU是i53470t的,内存是4G两条组成双...

正点原子开拓者FPGA开发板资料连载第二十二章RGBTFT-LCD彩条显示

1)实验平台:正点原子开拓者FPGA开发板2)摘自《开拓者FPGA开发指南》关注官方微信号公众号,获取更多资料:正点原子3)全套实验源码+手册+视频下载地址:http://www.openedv.c...

显卡引出故障现象及排除(造成显卡故障的原因有哪些)

故障现象一:显示器黑屏故障排除:1、先确定是否是显卡有问题。判断的方法是听PC喇叭的叫声,一长两短声肯定是显卡发生了致命错误,只能更换。2、如果无法断定显卡的好坏,可以换一块试试,还不行的话则有几种情...

用FPGA/树莓派RP2040驱动HDMI的资源

如果能够用FPGA能够驱动显示器,就可以做不少与视频相关的实验,很多FPGA开发板使用了比较简单的VGA接口,连接非常简单,如下图:然后我们就可以用FPGA的逻辑来做各种游戏了:然而,现在的显示器基本...

STM32+A3P125 图形控制器方案,多参数监护仪数据采集模块深度解析

一、生理信号采集与转换架构多参数监护仪数据采集模块是将人体生理信号转化为数字信号的核心单元,其架构遵循“传感器感知→信号调理→模数转换→数字处理”的标准化流程:1.传感器类型与生理信号转换传感器...

电脑重启都提示AMD显卡错误“No AMD graphics driver is..”解决方法

电脑重装完系统后,每次重启都提示AMD显卡错误“NoAMDgraphicsdriveris......”怎么办?网上相关问题解决很多人方法是打驱动,可是有些是驱动打好了还是反复出现NoAM...

ipad1改造显示器之拆解篇(ipadair改显示器)

闲来无事,翻出来家里12年前的初代ipad,除了能正常充电开机盖泡面之外,好像啥也干不了……上网一搜有许多改成显示器的案例,按耐不住的激动的小手也想跃跃欲试一番,说干就干,先从拆解开始。注意,以hom...

老电脑显卡驱动装不上?降级旧版驱动一招解决!

老电脑显卡驱动装不上?降级旧版驱动一招解决!今天给家里的老台式机重装系统遇到了麻烦:i34130处理器配上HD7770显卡,装完Win7后,显卡驱动死活装不对!问题表现:最初状态:设备管理器“显...

想淘汰VGA 先得知道这些门道(vga是不是淘汰了)

不要说新显卡,就是在主板上,VGA接口也越来越少,眼看就被彻底淘汰了。当然小伙伴们的显示器应该早就不是只有VGA接口的旧型号了,彻底淘汰VGA就换个接口或者弄个转接呗,可是……真的这么简单吗?小编今天...

IMX258摄像头驱动(摄像头最新驱动)

IMX25813MPOISUSBCamera(A)说明IMX25813MPOISUSBCamera(A)功能简介特性USB通用摄像头1300万像素接口USB...

朗强科技:VGA视频信号分配原理分析

VGA分配器的主要功能是把一个视频信号重新分配成多个信号。高分辨率的视频分配放大器的作用是在接收一个来自计算机视频端口的信号后将其进行放大处理,并且在保持原有信号质量的情况下,将其信号分配到多个高分辨...

视频矩阵的应用及分类(视频矩阵的应用及分类)

视频矩阵-基本功能和要求视频矩阵-基本功能和要求  一个矩阵系统通常还应该包括以下基本功能:字符信号叠加;解码器接口以控制云台和摄像机;报警器接口;控制主机,以及音频控制箱、报警接口箱、控制键盘等附件...

告别蓝屏烦恼,Windows系统崩溃急救指南!

Windows系统蓝屏(BlueScreenofDeath,简称BSoD)是Windows操作系统在无法从系统错误中恢复时显示的屏幕图像,通常会伴随一个或多个错误代码,这些代码是诊断问题的关键线...

取消回复欢迎 发表评论: