基于FPGA的HDMI图片显示

首先说一下我用的板子，是XILINX的zynq-7020，这也是我学习的第一块FPGA板子，我知道这块板子的难度是很高的，我的想法是一步到位，如果只买单纯的一块像ax-4010那种的话等我以后想要学一些高阶教程还要重新买板子（穷学生党，怎么实惠怎么来，嘿嘿）。回归正题，这个HDMI图像显示是我的一个突发奇想，灵感来自于官方教程的HDMI字符显示部分，他是在ROM中初始化一段字符的数据，然后通过HDMI显示在显示器上。学完之后我就想能不能将一张图片的数据存储到ROM中然后用同样的方式显示出来，说做就做。

首先要获得存入ROM的图片数据，图片是我在网上找的一张萌图，置于萌不萌大佬们自己看(就是萌，不接受大佬们的反驳)： 在博客上搜了用matlab将图片导出.coe文件的办法，这里直接把链接放到下面： 链接: Matlab中将图像数据生成coe文件. 以这个代码为模板稍微修改一下就可以用，亲测代码很好用，这张图片的RGB数据我只导入的R部分的数据，都是重复工作，只是一个小点子，我就没有全部导入，如果你想完全还原这张图片的话你可以弄一个24位宽的数组，然后导出来即可。不过导入图片数据的时候给自己挖了一个巨坑，下面会说到。

例化IP的部分这里我就不说了，直接说结构。我用到的这张图片242x400的，ROM的位宽选择8位，深度就根据图片的尺寸来，是96800，ROM设置成单口，然后将coe文件导入到ROM中这一步就结束了。

这里说几个图片显示所用到的一些时序的概念，显示器显示图片是按照从左上角一点点扫描到右下角，然后探针又返回到左上角这样的反复循环，这里就有了行和列的概念，对于行来说基本单位是图片的一个像素点，一行所显示的像素点个数是由你所定义的显示标准(分辨率)决定的，对于列来说基本单位是行，列的尺寸也是由显示标准决定。在完整的传输一行数据的过程中有几个时序参数：1.行有效信号：这个参数是根据水平同步信号(HSYNC)得来，HSYNC规定了一张图片(一帧)中每一行数据的有效起始点；2.总行时间(h_total)：从HSYNC的一个上升沿到下一个上升沿到来所需要的时间；3.行消隐脉冲： (sync_h)：各行之间的低电平时间。对于列也有几个时许参数：1.垂直同步信号(VSYNC)：规定了一幅图片的起点；2.总列时间(v_total)；3.场前肩(torch_f)：从场计数开始到场同步的时间；场后肩(torch_b)：从场同步结束到行同步开始的时间。(这部分是我从《基于FPGA的数字图像处理原理及应用》书上学到的，这里面的场前肩，场后肩我还没有理解…) 从ROM中存储数据是1位的，而1像素是八位数据，所以按照地址查询数据的时候要每个时钟给地址加8来保证一次传输一个像素数据。没有什么其他注意的点了，这里的RGB转HDMI部分我直接用的官方例程给的IP核，按照官方代码搬过来用的，这个可以上淘宝XILINX官方店里面提供的链接下载到。下面直接上代码吧。