本帖最后由 正点原子运营 于 2024-1-6 18:13 编辑
第五十三章 以太网传图片（LCD显示）
1）实验平台：正点原子 ATK-DFPGL22G开发板
2) 章节摘自【正点原子】ATK-DFPGL22G之FPGA开发指南_V1.0
6）FPGA技术交流QQ群:435699340
由于FPGA片上存储资源有限，只能存储分辨率较小的图片，所以在本章，我们将学习如何利用以太网传输图片数据，使用DDR3来存储图片，并通过LCD接口显示。 本章包括以下几个部分： 1.1 简介 1.2 实验任务 1.3 硬件设计 1.4 程序设计 1.5 下载验证
1.1 简介利用LCD接口显示图片时，需要一个存储器用于存储图片数据。这个存储器可以采用FPGA片上存储资源，也可以使用片外存储设备，如DDR3、SD卡、FLASH等。 由于FPGA的片上存储资源有限，所以能够存储的图片大小也受到限制。开发板上的FPGA芯片型号为PGL22G-6MBG324，它的片上存储资源为864 Kbit，也就是说存储的图片大小不能超过864 Kbit。对于分辨率为800*480的图片，当采用RGB565数据格式时，所需要的存储空间为800*480*16bit=6144000bit=6000Kbit=5.9 Mbit（1Kbit=1024bit，1 Mbit =1024 Kbit）。也就是说，如果是采用LCD显示分辨率800*480，FPGA的片上存储资源也远远不能够满足图片存储的需求。 开发板上的DDR3存储容量为2048Mbit，大约可以存储340张上述格式的图片。另外，相比于开发板上的SD卡、FLASH等片外存储设备，DDR3还具有读写速度快的优点。因此在利用LCD显示图片时，DDR3是一种非常理想的存储设备。然而DDR3不像SD卡一样可以事先将图片导入，作为易失性存储器中的一种，DDR3中的数据在掉电后会丢失，因此用于LCD图片显示时需要向DDR3中写入图片数据。这里我们采用开发板上的网口接收上位机发送的图片数据，并将其写入DDR3，然后读出数据，最终通过LCD接口驱动LCD屏显示。 我们在“OV7725摄像头RGB-LCD显示”中对DDR3控制器作了详细的介绍，包括DDR3读写控制、寻址方法、用户接口等等。如果大家对这部分内容不是很熟悉的话，请参考“OV7725摄像头RGB-LCD显示”中的DDR3控制器部分的程序讲解。
1.2 实验任务本节实验任务是使用开发板上的网口接收上位机传输的图片（分辨率为800*480），然后将图片存储在DDR3中并通过LCD接口在LCD屏幕上显示，支持4.3寸480*272、4.3寸800*480、7寸800*480、7寸1024*600、10.1寸1280*800这些尺寸/分辨率的屏幕。
1.3 硬件设计RGB TFT-LCD接口部分的硬件设计请参考“RGBTFT-LCD彩条显示实验”中的硬件设计部分。以太网原理图请参考“MDIO 接口读写测试实验”中的硬件设计部分，DDR3原理则参考“DDR3读写测试”中的硬件设计部分。由于以太网、LCD接口和DDR3引脚数目较多且在前面相应的章节中已经给出它们的管脚列表，这里不再列出管脚分配。
1.4 程序设计下图是根据本章实验任务画出的系统框图。上位机通过网线将大小固定为800*480的图片以bin文件格式传输到开发板上，以太网顶层模块负责接收图片数据并且实现ARP功能，位宽转换模块负责将太网UDP模块接收到的32bit的数据转成16bit，并通过DDR3控制器存入DDR3中。当使用到4.3寸480*272的屏幕时，由于屏幕大小小于图片，我们将对图片进行裁剪后存入DDR3。LCD顶层模块从DDR3控制器读取DDR3中存储的图片数据并通过LCD接口显示在LCD屏上，另外当遇到屏幕大小大于图片大小时，需要在屏幕四周实现黑边填充。 FPGA顶层（eth_ddr3_lcd）例化了以下六个模块：时钟模块（clk_wiz_0）、以太网顶层模块（eth_top）、图片裁剪模块（picture_tailor）、32bit转16bit模块（udp_32_to_16bit）、DDR3控制器模块（ddr3_top）以及LCD顶层驱动模块（lcd_rgb_top）。 时钟模块（clk_wiz_0）：该时钟模块产生一个50M时钟，50M时钟分别供LCD顶层驱动模块使用与太网顶层模块和DDR3控制器模块使用。 以太网顶层模块（eth_top）：太网顶层内部例化ARP顶层和UDP顶层，ARP主要是用来实现ARP协议的，避免用户每次使用以太网通信都去手动绑定IP，具体可以看以“以太网ARP测试”章节，UDP顶层则用来实现以太网通信的数据收发功能，该模块下面包含了以太网UDP接收模块（udp_rx）、以太网UDP发送模块（udp_tx）和CRC32校验模块（crc32_d8）。由于本章实验中网口只负责接收数据，所以以太网的UDP发送模块功能并没有用到。有关该UDP模块的详细介绍请大家参考“以太网UDP测试实验”章节。 裁剪模块（picture_tailor）：裁剪模块用于把固定分辨率（800*480）的图片裁剪成大小为480*272的图片然后送到DDR3储存，从而适配正点原子480*272的LCD屏幕。 32bit转16bit模块（udp_32_to_16bit）：该模块将UDP模块接收到的位宽为32bit的数据转换成16bit图像数据，这是因为图像数据需要写入DDR3，而DDR3控制器的图像数据接口位宽为16bit。 DDR3控制器模块（ddr3_top）：DDR3控制器模块负责驱动DDR3片外存储器。该模块将DDR3复杂的读写操作封装成类似FIFO的用户接口，非常方便用户的使用。有关该模块的详细介绍请大家参考“OV7725摄像头RGB-LCD显示”章节。 LCD顶层模块（lcd_rgb_top）：LCD顶层驱动模块根据LCD时序参数输出行、场同步信号；同时它还要输出数据请求信号用于读取DDR3中的图片数据，并将图片通过LCD接口显示出来。另外当遇到大于800*480的屏幕时，需要实现屏幕四周的黑边填充。 顶层模块的代码如下： - 1 module eth_ddr3_lcd(
- 2 input sys_clk , //FPGA外部时钟，50MHz
- 3 input rst_n , //按键复位，低电平有效
- 4 //以太网接口
- 5 input eth_rxc , //RGMII接收数据时钟
- 6 input eth_rx_ctl , //RGMII输入数据有效信号
- 7 input [3:0 eth_rxd , //RGMII输入数据
- 8 output eth_txc , //RGMII发送数据时钟
- 9 output eth_tx_ctl , //RGMII输出数据有效信号
- 10 output [3:0 eth_txd , //RGMII输出数据
- 11 output eth_rst_n , //以太网芯片复位信号，低电平有效
- 12 //DDR3接口
- 13 input pad_loop_in ,
- 14 input pad_loop_in_h ,
- 15 output pad_rstn_ch0 ,
- 16 output pad_ddr_clk_w ,
- 17 output pad_ddr_clkn_w ,
- 18 output pad_csn_ch0 ,
- 19 output [15:0 pad_addr_ch0 ,
- 20 inout [16-1:0 pad_dq_ch0 ,
- 21 inout [16/8-1:0 pad_dqs_ch0 ,
- 22 inout [16/8-1:0 pad_dqsn_ch0 ,
- 23 output [16/8-1:0 pad_dm_rdqs_ch0,
- 24 output pad_cke_ch0 ,
- 25 output pad_odt_ch0 ,
- 26 output pad_rasn_ch0 ,
- 27 output pad_casn_ch0 ,
- 28 output pad_wen_ch0 ,
- 29 output [2:0 pad_ba_ch0 ,
- 30 output pad_loop_out ,
- 31 output pad_loop_out_h ,
- 32 //lcd接口
- 33 output lcd_hs , //LCD 行同步信号
- 34 output lcd_vs , //LCD 场同步信号
- 35 output lcd_de , //LCD 数据输入使能
- 36 inout [23:0 lcd_rgb , //LCD 颜色数据
- 37 output lcd_bl , //LCD 背光控制信号
- 38 output lcd_rst , //LCD 复位信号
- 39 output lcd_pclk //LCD 采样时钟
- 40 );
- 41 //parameter define
- 42 //开发板MAC地址00-11-22-33-44-55
- 43 parameter BOARD_MAC = 48'h00_11_22_33_44_55;
- 44 //开发板IP地址192.168.1.10
- 45 parameter BOARD_IP = {8'd192,8'd168,8'd1,8'd10};
- 46 //目的MAC地址ff_ff_ff_ff_ff_ff
- 47 parameter DES_MAC = 48'hff_ff_ff_ff_ff_ff;
- 48 //目的IP地址192.168.1.102
- 49 parameter DES_IP = {8'd192,8'd168,8'd1,8'd102};
- 50
- 51 //wire define
- 52 wire clk_50m ; //50mhz时钟,提供给lcd驱动时钟
- 53 wire locked ; //时钟锁定信号
- 54 wire sys_rst_n ; //系统复位信号
- 55
- 56 //DDR
- 57 wire [15:0 rd_data ; //DDR3控制器模块读数据
- 58 wire fram_done ; //DDR中已经存入一帧画面标志
- 59 wire [27:0 ddr3_addr_max ; //存入DDR3的最大读写地址
- 60 //LCD
- 61 wire lcd_clk ; //分频产生的LCD采样时钟
- 62 wire [12:0 h_disp ; //LCD屏水平分辨率
- 63 wire [12:0 v_disp ; //LCD屏垂直分辨率
- 64 wire [10:0 h_pixel ; //存入ddr3的水平分辨率
- 65 wire [10:0 v_pixel ; //存入ddr3的屏垂直分辨率
- 66 wire [15:0 lcd_id ; //LCD屏的ID号
- 67 //ETH
- 68 wire gmii_rx_clk ; //以太网125M时钟
- 69 wire [31:0 rec_data ; //以太网接收的数据
- 70 //
- 71 wire [15:0 picture_data ; //32_to_16bit图片数据
- 72 wire picture_data_vld ; //图片数据有效信号
- 73 wire picture_data_vld0 ; //非480x272屏图片像素有效信号
- 74 wire picture_data_vld1 ; //480x272屏图片像素有效信号
- 75 wire data_req_big ; //非480x272屏的LCD请求信号
- 76 wire data_req_small ; //480x272LCD屏请求信号
- 77
- 78 //*****************************************************
- 79 //** main code
- 80 //*****************************************************
- 81 //待PLL输出稳定之后，停止系统复位
- 82 assign sys_rst_n = rst_n & locked;
- 83 //系统初始化完成：DDR3初始化完成
- 84 assign sys_init_done = ddr_init_done;
- 85 //存入ddr3的最大读写地址
- 86 assign ddr3_addr_max =(lcd_id == 16'h4342)? 130560:384000;
- 87 //存入ddr3的一行数据（突发长度）
- 88 assign h_disp = 640;
- 89
- 90 //时钟产生模块
- 91 clk_wiz_0 u_clk_wiz_0 (
- 92 .pll_rst (~rst_n ), // input
- 93 .clkin1 (sys_clk), // input
- 94 .pll_lock (locked ), // output
- 95 .clkout0 (clk_50m) //output
- 96 );
- 97
- 98 //480x272屏图片裁剪模块
- 99 picture_tailor u_picture_tailor(
- 100 .gmii_rx_clk (gmii_rx_clk ), //图片输入像素时钟
- 101 .sys_rst_n (sys_rst_n ), //复位信号
- 102
- 103 .picture_data_vld0 (picture_data_vld0), //480x272屏图片像素有效信号
- 104 .picture_data_vld1 (picture_data_vld1) //非480x272屏图片像素有效信号
- 105 );
- 106
- 107 //ddr3
- 108 ddr3_top u_ddr3_top(
- 109 .refclk_in (clk_50m ),
- 110 .rst_n (sys_rst_n ),
- 111 .ddr3_read_valid (1'b1 ),
- 112 .ddr3_pingpang_en (1'b0 ),
- 113
- 114 .app_addr_wr_min (0), //写最小地址
- 115 .app_addr_wr_max (ddr3_addr_max ), //写最大地址
- 116 .wr_bust_len (h_disp[10:3 ), //一次写长度
- 117 .wr_clk (gmii_rx_clk ), //写时钟
- 118 .wr_load (), //写端更新信号
- 119 .datain_valid (picture_data_vld), //写使能
- 120 .datain (picture_data ), //写数据
- 121
- 122 .app_addr_rd_min (0), //读最小地址
- 123 .app_addr_rd_max (ddr3_addr_max ), //读最大地址
- 124 .rd_bust_len (h_disp[10:3 ), //一次读长度
- 125 .rd_clk (lcd_clk ), //读时钟
- 126 .rdata_req (rdata_req ), //读使能
- 127 .rd_load (out_vsync ), //读端更新信号
- 128 .dataout (rd_data ), //读数据
- 129
- 130 .fram_done (fram_done ), //DDR中已经存入一帧画面标志
- 131 .pll_lock (pll_lock ),
- 132 .ddr_init_done (ddr_init_done ),
- 133 .ddrphy_rst_done (),
- 134
- 135 .pad_loop_in (pad_loop_in ),
- 136 .pad_loop_in_h (pad_loop_in_h ),
- 137 .pad_rstn_ch0 (pad_rstn_ch0 ),
- 138 .pad_ddr_clk_w (pad_ddr_clk_w ),
- 139 .pad_ddr_clkn_w (pad_ddr_clkn_w ),
- 140 .pad_csn_ch0 (pad_csn_ch0 ),
- 141 .pad_addr_ch0 (pad_addr_ch0 ),
- 142 .pad_dq_ch0 (pad_dq_ch0 ),
- 143 .pad_dqs_ch0 (pad_dqs_ch0 ),
- 144 .pad_dqsn_ch0 (pad_dqsn_ch0 ),
- 145 .pad_dm_rdqs_ch0 (pad_dm_rdqs_ch0 ),
- 146 .pad_cke_ch0 (pad_cke_ch0 ),
- 147 .pad_odt_ch0 (pad_odt_ch0 ),
- 148 .pad_rasn_ch0 (pad_rasn_ch0 ),
- 149 .pad_casn_ch0 (pad_casn_ch0 ),
- 150 .pad_wen_ch0 (pad_wen_ch0 ),
- 151 .pad_ba_ch0 (pad_ba_ch0 ),
- 152 .pad_loop_out (pad_loop_out ),
- 153 .pad_loop_out_h (pad_loop_out_h )
- 154 );
- 155
- 156 //LCD 顶层
- 157 lcd_rgb_top u_lcd_rgb_top(
- 158 .sys_clk (clk_50m ), //时钟
- 159 .sys_rst_n (sys_rst_n ), //复位
- 160 .sys_init_done (sys_init_done), //初始化完成
- 161 //lcd接口
- 162 .lcd_id (lcd_id ), //LCD屏的ID号
- 163 .lcd_hs (lcd_hs ), //LCD 行同步信号
- 164 .lcd_vs (lcd_vs ), //LCD 场同步信号
- 165 .lcd_de (lcd_de ), //LCD 数据输入使能
- 166 .lcd_rgb (lcd_rgb ), //LCD 颜色数据
- 167 .lcd_bl (lcd_bl ), //LCD 背光控制信号
- 168 .lcd_rst (lcd_rst ), //LCD 复位信号
- 169 .lcd_pclk (lcd_pclk), //LCD 采样时钟
- 170 .lcd_clk (lcd_clk ), //LCD 驱动时钟
- 171 //用户接口
- 172 .out_vsync (out_vsync), //lcd场信号
- 173 .h_disp (), //行分辨率 h_disp
- 174 .v_disp (), //场分辨率 v_disp
- 175 .pixel_xpos (),
- 176 .pixel_ypos (),
- 177 .data_in (rd_data ), //fifo输出数据
- 178 .data_req (rdata_req ), //请求数据输入
- 179 .data_req_big (data_req_big ), //非480x272屏的LCD请求信号
- 180 .data_req_small (data_req_small) //480x272LCD屏请求信号
- 181 );
- 182
- 183 //以太网顶层模块
- 184 eth_top #(
- 185 .BOARD_MAC (BOARD_MAC), //参数例化
- 186 .BOARD_IP (BOARD_IP ),
- 187 .DES_MAC (DES_MAC ),
- 188 .DES_IP (DES_IP )
- 189 )
- 190 u_eth_top(
- 191 .sys_rst_n (sys_rst_n ), //系统复位信号，低电平有效
- 192 //以太网RGMII接口
- 193 .eth_rxc (eth_rxc ), //RGMII接收数据时钟
- 194 .eth_rx_ctl (eth_rx_ctl ), //RGMII输入数据有效信号
- 195 .eth_rxd (eth_rxd ), //RGMII输入数据
- 196 .eth_txc (eth_txc ), //RGMII发送数据时钟
- 197 .eth_tx_ctl (eth_tx_ctl ), //RGMII输出数据有效信号
- 198 .eth_txd (eth_txd ), //RGMII输出数据
- 199 .eth_rst_n (eth_rst_n ), //以太网芯片复位信号，低电平有效
- 200
- 201 .gmii_rx_clk (gmii_rx_clk), //以太网125M时钟
- 202 .rec_en (rec_en ), //以太网32位图片数据接收完成
- 203 .rec_data (rec_data ) //以太网32位数据
- 204 );
- 205
- 206 //以太网32位图片数像素据转16位
- 207 udp_32_to_16bit u_udp_32_to_16bit(
- 208 .clk (gmii_rx_clk ), //时钟信号
- 209 .rst_n (sys_rst_n ), //复位信号，低电平有效
- 210
- 211 .rec_en (rec_en ), //UDP接收的数据使能信号
- 212 .picture_data_vld0 (picture_data_vld0), //非480x272屏图片像素有效
- 213 .picture_data_vld1 (picture_data_vld1), //480x272屏图片像素有效
- 214 .lcd_id (lcd_id ), //LCD屏ID
- 215 .picture_data_vld (picture_data_vld ), //图片像素有效
- 216 .rec_data (rec_data ), //以太网32位图片像素数据
- 217 .picture_data (picture_data ) //以太网16位图片像素数据
- 218 );
- 219 endmodule
顶层模块主要实现了对各个子模块的例化，包括前文所提到的六个模块，还包括参数定义。绝大部分的内容我们在“OV772摄像头RGB-LCD显示实验”中有详细介绍。我们只介绍新添加的。 代码第69行，信号rec_data是从以太网模块直接接收到的32bit图片像素数据，本章没有进行缓存处理，注意它是gmii_rx_clk时钟域下的数据。 代码第71行，信号picture_data是欲存入DDR3的图片像素数据，包括裁剪的或者非裁剪的图片数据，16bit。 代码第72行，picture_data_vld，图片数据有效使能信号，该信号和picture_data对应，该信号拉高表明当前时钟下的picture_data是有效的。 代码第73行，picture_data_vld0，图片数据有效使能信号，该信号和picture_data_vld的区别是，它只是原始图片（800*480）数据的有效使能标记。 代码第74行，picture_data_vld1，图片数据有效使能信号，它是裁剪处理后图片（480*272）的有效使能标记。 以上信号的产生将在下文详细介绍。 代码第86行，定义了图片数据存入DDR3的最大地址。当遇到屏幕大小比图片大小（800*480）小的屏幕，也就是lcd_id等16'h4342时，我们需要对图片进行裁剪，此时的DDR3的最大地址就是按照实际屏幕大小来算的，也就是480*272等于130560，其他屏幕不需要裁剪，所以存入的地址是图片的大小都是800*480等于384000。 代码第88行，定义DDR3一次突发读写的长度，我们取所存入图片的一行作为突发长度，代码里面突发长度我们取640。 下文我们来介绍各个子模块，只介绍改动的部分。 首先是以太网顶层（eth_top），该部分代码我们基本移植了“以太网UDP测试实验”，我们所做的改动是去掉了FIFO缓存，直接把以太网UDP接收到的数据送给DDR3控制器模块，DDR3控制器有足够的速度和带宽接收这些数据，并不需额外的缓存。另外由于我们不需要发送以太网UDP数据，只是做一次性接收，所以发送模块并不需要。
图片裁剪（picture_tailor）模块，该模块是我们新加入的模块，实现把上位机发来的（800*480）的图片裁剪成适合小屏幕（480*272）显示的图片。实现方式有别于“OV772摄像头RGB-LCD显示实验”，但是异曲同工。下面来具体看代码。 - 1 module picture_tailor(
- 2 input gmii_rx_clk , //像素数据时钟
- 3 input sys_rst_n , //复位信号
- 4 //用户接口
- 5 input picture_data_vld0 , //整张图片数据有效使能信号
- 6 output picture_data_vld1 //裁剪后图片数据有效使能信号
- 7 );
- 8
- 9 //reg define
- 10 reg [10:0 picture_data_cntx; //整张图片横向像素点坐标
- 11 reg [10:0 picture_data_cnty; //整张图片纵向像素点坐标
- 12
- 13 //*****************************************************
- 14 //** main code
- 15 //*****************************************************
- 16
- 17 //产生裁剪后图片数据有效信号
- 18 assign picture_data_vld1 = ((160 <= picture_data_cntx) && (picture_data_cntx< 640)
- 19 && (104 <= picture_data_cnty) && (picture_data_cnty < 376)
- 20 && picture_data_vld0)?1'b1:1'b0;
- 21
- 22 //产生（800*480）图片横向像素点坐标
- 23 always@ (posedge gmii_rx_clk or negedge sys_rst_n) begin
- 24 if(!sys_rst_n)
- 25 picture_data_cntx <= 11'd0;
- 26 else if(picture_data_vld0)begin
- 27 if(picture_data_cntx == 800 - 1'b1)
- 28 picture_data_cntx <= 11'd0;
- 29 else
- 30 picture_data_cntx <= picture_data_cntx + 1'b1;
- 31 end
- 32 end
- 33
- 34 //产生（800*480）图片纵向像素点坐标
- 35 always@ (posedge gmii_rx_clk or negedge sys_rst_n) begin
- 36 if(!sys_rst_n)
- 37 picture_data_cnty <= 11'd0;
- 38 else begin
- 39 if(picture_data_cntx == 800 - 1'b1) begin
- 40 if(picture_data_cnty ==480 - 1'b1)
- 41 picture_data_cnty <= 11'd0;
- 42 else
- 43 picture_data_cnty <= picture_data_cnty + 1'b1;
- 44 end
- 45 end
- 46 end
- 47
- 48 endmodule
该模块实际上不是直接对图片数据进行裁剪，而是裁剪数据有效使能信号，把“picture_data_vld0”裁剪成“picture_data_vld1”由于图片像素数据需要配合数据有效使能信号才能写入下一个DDR3模块，所以也就相当于裁剪了图片数据。 代码第18行到20行，产生裁剪后图片数据有效使能信号picture_data_vld1。原理不难理解，用原图片的像素坐标和四个固定值相比较，这四个固定值实际上就是裁剪后图片（480*272）的四个顶点，在坐标范围之内picture_data_vld1的值等于1，否则等于0。实质上就是从（800*480）的大图片中间抠出（480*272）的这张小图片。这四个顶点的值计算并如下。 左上顶点：160，等于（800-480）/2， 右上顶为：640，等于（800-480）/2+480， 左上顶点：104，等于（480-272）/2， 右上顶为：376，等于480-272）/2+272， 注意这里除了去比较坐标外还需要与上picture_data_vld0，因为只有picture_data_vld0有效时picture_data_vld1才可能有效，其他时候是无效的。 代码第23到32行，产生（800*480）图片横向像素点坐标，这里使用picture_data_vld0作为使能信号。代码第35到46行，产生（800*480）图片纵向素点坐标。 接着看32bit转16bit模块（udp_32_to_16bit） - 1 module udp_32_to_16bit(
- 2 input clk, //时钟信号
- 3 input rst_n, //复位信号，低电平有效
- 4
- 5 input rec_en, //UDP接收的数据使能信号
- 6 output picture_data_vld0, //以太网800*480图片像素数据有效使能信号
- 7 input picture_data_vld1, //裁剪后480*272像素数据有效使能信号
- 8 input [15:0 lcd_id, //LCD ID
- 9 output picture_data_vld, //写入DDR3图片像素数据有效使能信号
- 10 input [31:0 rec_data, //以太网图片32位像素数据
- 11 output [15:0 picture_data //以太网图片16位像素数据
- 12 );
- 13 //wire define
- 14 wire [15:0 picture_data1 ; //以太网图片像素高16数据
- 15 wire [15:0 picture_data2 ; //以太网图片像素低16数据
- 16 //reg define
- 17 reg rec_en_d0; //接收数据有效延迟一拍
- 18
- 19 //*****************************************************
- 20 //** main code
- 21 //*****************************************************
- 22
- 23 //判断屏幕如果是480x272则将裁剪的图像数据有效使能赋值给像素数据有效信号，否则将不裁剪
- 24 //的图像数据有效使能赋给像素数据有效信号
- 25 assign picture_data_vld = (lcd_id==16'h4342)?picture_data_vld1:picture_data_vld0;
- 26 //产生以太网800*480图片像素数据有效使能信号，需要持续两个时钟周期
- 27 assign picture_data_vld0 = ((rec_en==1)||(rec_en_d0==1 ))?1'b1:1'b0;
- 28 //给以太网图片像素高16数据赋值
- 29 assign picture_data1 = rec_data[31:16];
- 30 //给以太网图片像素低16数据赋值
- 31 assign picture_data2 = rec_data[15:0];
- 32 //分别将太网图片像素高低16位赋值给下游数据
- 33 assign picture_data = rec_en?picture_data1:picture_data2;
- 34
- 35 //接收数据有效信号寄存一拍
- 36 always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
- 37 if(~rst_n)begin
- 38 rec_en_d0 <=0;
- 39 end
- 40 else begin
- 41 rec_en_d0 <= rec_en;
- 42 end
- 43 end
- 44
- 45 endmodule
该模块主要负责把以太网接收的32位UDP数据转为16位，同时根据不同的大小的屏幕产生16位数据有效使能信号。 代码第25行，产生写入DDR3的16bit使能信号，具体做法是判断lcd_id等于16'h4342时，此时将“picture_data_vld1”赋值给“picture_data_vld”，也就是此时使能裁剪图片的数据有效，反之，将“picture_data_vld0” 赋值给“picture_data_vld”，也就是使能完整（不裁剪）的图片数据。 代码第27行，产生800*480图片像素数据有效使能信号“picture_data_vld0”，以太网UDP接收到的32bit数据和有效信号rec_en是同步对应的，但是只占用了一个时钟，我们需要分前后两个时钟把32bit数据拆分成两个16bit传输出去，所以使能需要持续两个时钟进行，所以就有了((rec_en==1) ||(rec_en_d0==1 ))这个条件。 代码第29到31行，将32bit数据拆分成两个16bit数据。 代码第33行，分两个时钟先后把高低16bit赋值给图像像素picture_data。 代码第36行开始的always模块，对rec_en信号寄存一拍。 至此，我们代码讲解完毕。
1.5 下载验证用FPC排线将ATK-7RGBLCD模块与开发板连接，然后将网线一端连接电脑网口，另一端与开发板上的网口连接；将下载器一端连电脑，另一端与开发板上对应端口连接，最后连接电源线并打开电源开关。 打开工程，并下载程序，程序下载完成后，由于还没有向DDR3中写入图片数据，所以DDR3中的数据是随机的，此时LCD显示器上显示的像素点颜色是随机的。接下来我们在上位机中将图片通过网口下载到开发板上的DDR3中。在此之前我们首先准备好图片，并制作成bin格式。具体操作如下： 打开工具Img2Lcd，该工具位于开发板所随附的资料“6_软件资料/1_软件/Img2Lcd”目录下，找到“Img2Lcd.exe”并双击打开，如下图所示： 点击“打开”，导入一幅分辨率为800*480的jpg格式图片，按照上图进行参数设置，可以看到我们输出的图像大小也800*480，确定后是并导出bin文件。在弹出的界面中选择bin文件的保存路径并输入文件名。 到这里我们已经成功地将图片转成了bin文件，接下来需要借助网口调试助手将bin文件下载到开发板中。但是需要注意的是，由于发送的文件较大，需要先对网络适配器属性进行配置。 打开设备管理器，然后在网络适配器中找到网卡并右键选择属性，如下图所示。 在属性界面中选择“高级”，在属性栏中找到“巨型帧（Jumbo Frame）”，然后在右侧值中选择“9KB MTU”，最后点击确定，如下图所示。 默认情况下，以太网的MTU（Maximum Transmission Unit，最大传输单元）是1500字节。而巨型帧的设置把以太网帧格式的数据段扩展到了9KB，从而在传输大文件时减少了数据帧的个数，减轻了网络设备处理帧头的额外开销，从而提高网络传输性能。 注意有时候可能找不到巨型帧选项，原因是网络适配器驱动软件过于老旧的问题，此时我们只需要更新驱动即可。还是在设备管理器的界面，操作如下： 最后我们通过网络调试助手发送图片bin文件，如下图所示： 网络调试助手的设置和前面的以太网通信相关例程一样，在远程主机一栏选择开发板的IP地址和端口号“192.168.1.102 :1234”；然后在发送区设置一栏勾选“启用文件数据源”，在弹出的界面中选择刚刚生成的bin文件；最后点击右下角的“发送”按钮，即可将由图片生成的bin文件通过网线发送到开发板。 图片发送完成后液晶屏上显示的图片如下所示，说明基于DDR3的LCD显示实验下载验证成功： |
/2 
|手机版|OpenEdv-开源电子网
( 粤ICP备12000418号-1 )
发表于 2024-1-8 15:54:48
