Як створити клон Ambilight на базі FPGA?

Швидкий фон:
Ambilight - це система на деяких телевізорах Philips, яка аналізує інформацію про колір на екрані, а потім встановлює деякі світлодіоди на задній панелі дисплея, щоб проеціювати колір екрану на стіну. Це досить витончений ефект. Зараз там є клони цієї системи, які використовують ПК для обробки відео та керування світлодіодами. Я вважаю, що це трохи непосильне - використовуючи цілу машину для танцювання деяких світлодіодів ...

Я хотів би змінити NeTV Neo Bunny, щоб обробити незашифрованийВідеосигнал HDMI та керуйте деякими світлодіодами. Я знаю, що NeTV був розроблений для інших цілей, але я вважаю, що його можна змінити для досягнення моєї мети. Мене не хвилює базова підсистема Linux, підробка I2C, накладання відео тощо. На даний момент я не переймаюся роботою з зашифрованими потоками HDCP.

Схеми NeTV

Вихідний код NeTV

Блок-схема FPGA
Це блок-схема одного з слайдів презентації зайчика. Решта набір слайдів тут .

Цей слайд, мабуть, означає, що відео пікселі насправді розшифровуються (не обов'язково розшифровуються ) .

Нарешті ... кілька моїх думок та запитань:

1. Чи можна це зробити на бажаному обладнання? Якщо "так", продовжуйте! Якщо «ні», скажіть, що мені більше потрібно!

2. Чи зможу я обробляти відеоінформацію без зовнішньої пам’яті? Наскільки я не можу сказати, що FPGA може отримати доступ безпосередньо, немає жодної пам'яті. Це, мабуть, залежить від того, який алгоритм я використовую для обробки відеоданих - щоб використовувати якомога менше оперативної пам'яті FPGA Block RAM, я здогадуюсь, я хотів би використовувати якесь "ітераційне підсумовування" пікселів, що надходять, а не зберігати ціле кадр даних зображення, а потім усереднення кольорів. Якісь підказки щодо реалізації цього алгоритму? Як почати це - це моя найбільша перешкода.

3. Я дослідив вихідний код щодо того, де я повинен "натискати" на відеодані.
   Це виглядає як відповідне місце:
   
   Я знаю, це зображення довге - це найкраще, що я міг зробити, даючи зрозуміти для читання. Звинувачуйте інструмент Xilinx для цього!
   Здається, це бере дані TMDS і виводить 8-бітний для кожного кольору.

4. Я мав би мати якусь стан машину для світлодіодного драйвера - кожен цикл годин, він отримує інформацію про пікселі з будь-якого модуля, який я створюю для обробки відеоданих.

Вибачте, якщо це багатослівно чи довго - я намагаюся бути ретельним ... Мені просто потрібна допомога, щоб зійти з цього місця. Це моя перша спроба проекту FPGA - дехто може сказати, що це занадто важко для початківця, але я кажу ... треба десь почати :) Дякую за прочитане.

Я повністю базую свою відповідь на коді та документації модуля dvi_decoder , і припускаю, що він насправді працює як оголошено. Цей файл, здається, є (модифікованою?) Копією IP-адреси в додатку, зазначає відеозв'язок, використовуючи введення-виведення TMDS в FPGA Spartan-3A та / або реалізацію відеоінтерфейсу TMDS у FPGA Spartan-6 . Ці нотатки додатків містять важливі деталі, і я пропоную вам їх уважно прочитати.

Як ви вказали у запитанні, я вважаю, що ви обробляєте незашифровані потоки, тобто потоки, що не є HDCP. Я досить впевнений, що інформацію в проекті NeTV можна адаптувати для дешифрування HDCP, але це вимагатиме нетривіального обсягу додаткової роботи та матиме сумнівні юридичні підстави залежно від вашої юрисдикції.

Схоже, ви зможете отримати потрібні вам дані з виходів блоку dvi_decoder. Інформація виходів блоку 24-бітного кольору з допомогою дротів red, greenі blue, синхронізована з тактовою частотою пікселя pclk. Виходи hsyncта vsyncпопереджають користувача відповідно до кінця рядка / екрана відповідно. Загалом, ви повинні мати можливість робити усереднене льоту за допомогою цих виходів.

Вам будуть потрібні деяка базова логіка для перекладу hsync, vsyncі піксельні годин в місце (X, Y). Просто створіть два лічильника, один за Xі один для Y. Збільшення Xна кожен піксельний годинник. Скидання Xдо нуля при hsync. Приріст Yу кожного hsync. Скидання Yдо нуля щоразу vsync.

Використовуючи red, green, blue, Xі Y, ви можете зробити на льоту усереднення. Порівнюючи Xі Y, ви можете визначити, до якого вікна повинен сприяти кожен окремий піксель, якщо такий є. Підсумуйте значення кольорів у регістрі накопичення. Для отримання середнього значення потрібно розділити значення в регістрі на кількість пікселів. Якщо ви розумні, ви переконаєтесь, що кількість пікселів має потужність дві. Тоді ви можете просто підключити MSB реєстру до того, що ви хочете їхати.

Оскільки ми хочемо керувати дисплеями під час накопичення, нам потрібно буде зробити подвійну буферизацію. Тож нам знадобляться два регістри на коробку на компонент. Якщо ви використовуєте рядок з 25 відведеннями, це означає, що вам знадобиться 25 * 3 * 2 = 150 регістрів. Це зовсім небагато, тому ви можете використовувати блок-баран замість регістрів. Все залежить від ваших точних вимог, експериментуйте!

Я припускаю, що ви будете вести провідну струну, як та, яка використовується в оригінальному наборі проекту adafruit . Ви повинні мати можливість зрозуміти, як вивести це з значень у регістри досить легко, використовуючи SPI.

Модуль dvi_decoder - це досить складна частина комплекту. Я пропоную детально вивчити нотатки програми.

Якщо відмовитись, якщо ви ще не придбали NeTV для використання в цьому проекті, я рекомендую вам також ознайомитися з платою Atiles Digilent . З двома входами HDMI та двома виходами HDMI він, здається, підходить для проектів подібного типу.