引言
在先前的视频系列文章（视频系列 19、视频系列 20 和视频系列 21）中，我们已经了解了如何在 Zynq®-7000 SoC ZC702 评估板的 HDMI 连接器上生成视频输出。ZC702 电路板将 ADV7511 HDMI 发送器用作视频接口，但并非所有解决方案都使用外部器件。
例如，在 PYNQ™-Z2 电路板（连接到 Pynq-z2 产品页面），HDMI 连接器直接连接到 Zynq 串行 I/O （请注意，这也不同于ZCU102/ZCU104或使用千兆收发器的 ZCU106 电路板上的解决方案）。同样的步骤可以应用于其他电路板（例如 Digilent Arty Z7、Arty A7 或 Zybo Z7）。
在本视频系列的这篇文章中，我们将展示一下如何通过创建一个小型设计在 Pynq-Z2 电路板的 HDMI 输出上生成图案。
关于 PYNQ-Z2
PYNQ-Z2 是一款基于 Xilinx Zynq SoC 的低成本电路板，专门设计来支持 PYNQ （全称为 Python Productivity for Zynq） 框架和嵌入式系统开发。
教程 – 在 PYNQ-Z2 电路板上使用 TMDS I/O 进行的 DVI 输出
注意：本教程仅适用于 Vivado Design Suite 2018.1，且仅适用于 PYNQ-Z2 电路板。
构建 Vivado 工程
- 下载教程文件，然后解压缩文件夹。
2. 从下列 TUL 网页下载 PYNQ-Z2 的 Vivado 电路板文件：http://www.tul.com.tw/ProductsPYNQ-Z2.html
3. 解压缩文件夹，然后将内容复制到“Xilinx\Vivado\2018.1\data\boards”。
4. 打开 Vivado 2018.1。
5. 创建一个新的工程。
6. 在“Default Part”窗口中，您应该会在列表中看到 pynq-z2。单击此工程的 PYNQ-Z2 电路板。
7. 在 Vivado 中，创建一个新的块设计（单击“Flow > Create Block Design”）。
8. 在 Block Design (BD) 中，添加 ZYNQ7 处理器系统 IP。
9. 在 BD 的顶部，单击“Run Block Automation”。
10. 确保已启用“Apply Board Preset”，然后单击“OK”。
11. 添加 Video Test Pattern Generator (TPG) IP。
12. 在 BD 的顶部，单击“Run Connection Automation”。
13. 双击 ZYNQ7 处理器系统 IP 进行配置。在“Clock Configuration”部分的“PL Fabric Clocks”下,启用 FCLK_CLK1 并将其时钟频率设置为 40 MHz。
14. 单击“OK”关闭 ZYNQ7 处理器系统 IP 的配置 GUI。
15. 添加 Video Timing Controller (VTC) IP 并双击打开其配置 GUI。
16. 在“Detection/Generation”标签中，单击“Include AXI4-Lite Interface”并取消单击“Enable Detection”。
17. 在“Default/Constant”标签中，将视频模式设定为 800x600p。
18. 将来自 VTC 的 clk 输入连接到 Zynq PS IP 的 FLCK_CLK1 输出。
19. 将 AXI4-Stream 添加到此 BD 的 Video Out IP，然后双击此 IP 进行配置。将时钟模式更改为“Independent”。
20. 在 Tcl 控制台中，从教程文件夹（XVES_0023/src/tcl）中获取脚本 Tcl。
connect_nets_XVES0023.tcl
此脚本将连接到此设计的所有 IP。
现在，我们差不多已经构建了与 ZC702 电路版上的视频系列 21 一样的设计。在 ZC702 电路板上，HDMI 接口已通过外部 ADV7511 HDMI 发送器完成。在 PYNQ-Z2 上，我们需要处理可编程逻辑 (PL) 中的视频接口。 我们可以使用来自 Digilent 的免费 IP（称为 rgb2dvi）来完成此操作（该 IP 将生成我们可以在 PYNQ-Z2 电路板的 HDMI 输出连接器上使用的 DVI 信号）。
21. 从 Digilent git 存储库下载并解压缩 Vivado 库（单击“Clone or Download > Download ZIP”）：
https://github.com/Digilent/vivado-library
22. 在 Vivado 中，单击“Setting > IP > Repository”，然后将指向解压缩的 Vivado 库文件夹的路径添加到 IP 存储库列表中。单击“Apply > OK”。
23. 在 BD 中，将 RGB 添加到 DVI 视频编码器 (rgb2dvi) IP（该 IP 现在应该会显示在 IP 目录中）
24. 双击 rgb2dvi IP 进行配置。将 TMDS 的时钟范围更改为“<80 MHz (720p)”，然后单击“OK”。
25. 将 rgb2dvi IP 的 RGB 输入连接到 AXI4-Stream to Video Out IP 的 vid_io_out。
26. 将来自 rgb2dvi IP 的 PixelClk 输出连接到 Zynq 处理器的 FCLK_CLK1 输出。
27. 扩展 rgb2dvi IP 的 TMDS 接口，然后将所有信号（TMDS_Clk_p/n 和 TMDS_Data_p/n）置于 BD 外部（右键单击引脚，然后单击“Make External”）。
28. 验证 BD。验证应该会成功。保存 BD。
29. 在“Sources”窗口中右键单击 BD，然后单击“Generate Output Products”。
30. 生成结束后，右键单击 BD，然后单击“Create HDL wrapper”。
31. 从 TUL 网页下载 PYNQ-Z2 的 XDC 主文件： http://www.tul.com.tw/download/PYNQ-Z2_v1.0.xdc.zip
32. 解压缩文件夹并将 XDC 文件添加到工程中 (“File > Add Sources > Add”或 “Create constraints”)。
33. 双击源窗口中的 XDC 文件，在文本编辑器中将其打开。找到与 HDMI TX 对应的行并取消注释以下行（通过删除行开头的“#”符号）：
set_property -dict { PACKAGE_PIN L17 IOSTANDARD TMDS_33 } [get_ports { hdmi_tx_clk_n }]; #IO_L11N_T1_SRCC_35 Sch=hdmi_tx_clk_n
set_property -dict { PACKAGE_PIN L16 IOSTANDARD TMDS_33 } [get_ports { hdmi_tx_clk_p }]; #IO_L11P_T1_SRCC_35 Sch=hdmi_tx_clk_p
set_property -dict { PACKAGE_PIN K18 IOSTANDARD TMDS_33 } [get_ports { hdmi_tx_d_n[0] }]; #IO_L12N_T1_MRCC_35 Sch=hdmi_tx_d_n[0]
set_property -dict { PACKAGE_PIN K17 IOSTANDARD TMDS_33 } [get_ports { hdmi_tx_d_p[0] }]; #IO_L12P_T1_MRCC_35 Sch=hdmi_tx_d_p[0]
set_property -dict { PACKAGE_PIN J19 IOSTANDARD TMDS_33 } [get_ports { hdmi_tx_d_n[1] }]; #IO_L10N_T1_AD11N_35 Sch=hdmi_tx_d_n[1]
set_property -dict { PACKAGE_PIN K19 IOSTANDARD TMDS_33 } [get_ports { hdmi_tx_d_p[1] }]; #IO_L10P_T1_AD11P_35 Sch=hdmi_tx_d_p[1]
set_property -dict { PACKAGE_PIN H18 IOSTANDARD TMDS_33 } [get_ports { hdmi_tx_d_n[2] }]; #IO_L14N_T2_AD4N_SRCC_35 Sch=hdmi_tx_d_n[2]
set_property -dict { PACKAGE_PIN J18 IOSTANDARD TMDS_33 } [get_ports { hdmi_tx_d_p[2] }]; #IO_L14P_T2_AD4P_SRCC_35 Sch=hdmi_tx_d_p[2]
34. 更改端口名称让其与 BD 中的名称相匹配。默认情况下，应如下所示：
set_property -dict { PACKAGE_PIN L17 IOSTANDARD TMDS_33 } [get_ports { TMDS_Clk_n_0 }]; #IO_L11N_T1_SRCC_35 Sch=hdmi_tx_clk_n
set_property -dict { PACKAGE_PIN L16 IOSTANDARD TMDS_33 } [get_ports { TMDS_Clk_p_0 }]; #IO_L11P_T1_SRCC_35 Sch=hdmi_tx_clk_p
set_property -dict { PACKAGE_PIN K18 IOSTANDARD TMDS_33 } [get_ports { TMDS_Data_n_0[0] }]; #IO_L12N_T1_MRCC_35 Sch=hdmi_tx_d_n[0]
set_property -dict { PACKAGE_PIN K17 IOSTANDARD TMDS_33 } [get_ports { TMDS_Data_p_0[0] }]; #IO_L12P_T1_MRCC_35 Sch=hdmi_tx_d_p[0]
set_property -dict { PACKAGE_PIN J19 IOSTANDARD TMDS_33 } [get_ports { TMDS_Data_n_0[1] }]; #IO_L10N_T1_AD11N_35 Sch=hdmi_tx_d_n[1]
set_property -dict { PACKAGE_PIN K19 IOSTANDARD TMDS_33 } [get_ports { TMDS_Data_p_0[1] }]; #IO_L10P_T1_AD11P_35 Sch=hdmi_tx_d_p[1]
set_property -dict { PACKAGE_PIN H18 IOSTANDARD TMDS_33 } [get_ports { TMDS_Data_n_0[2] }]; #IO_L14N_T2_AD4N_SRCC_35 Sch=hdmi_tx_d_n[2]
set_property -dict { PACKAGE_PIN J18 IOSTANDARD TMDS_33 } [get_ports { TMDS_Data_p_0[2] }]; #IO_L14P_T2_AD4P_SRCC_35 Sch=hdmi_tx_d_p[2]
35. 保存 XDC 文件。
36. 运行综合和实现，然后生成比特流。
37. 将硬件导出到 SDK，包括比特流（“File > Export>Export Hardware”）。
创建软件应用
38. 从 Vivado 启动 SDK（“File > Launch SDK”）。
39. 在 SDK 中，创建一个新的应用工程（“File> New application project”）并单击“Hello World”模板。
40. 在 SDK 文本编辑器中打开 helloworld.c 文件。
41. 编辑下面显示的文件（预知有关代码的更多详清，请参阅视频系列 21）。
include
#include "platform.h"
#include "xil_printf.h"
#include "xv_tpg.h"
XV_tpg tpg_inst;
int Status;
int main()
{
init_platform();
print("Hello World\n\r");
/* TPG Initialization */
Status = XV_tpg_Initialize(&tpg_inst, XPAR_V_TPG_0_DEVICE_ID);
if(Status!= XST_SUCCESS)
{
xil_printf("TPG configuration failed\r\n");
return(XST_FAILURE);
}
// Set Resolution to 800x600
XV_tpg_Set_height(&tpg_inst, 600);
XV_tpg_Set_width(&tpg_inst, 800);
// Set Color Space to RGB
XV_tpg_Set_colorFormat(&tpg_inst, 0x0);
//Set pattern to color bar
XV_tpg_Set_bckgndId(&tpg_inst, XTPG_BKGND_COLOR_BARS);
//Start the TPG
XV_tpg_EnableAutoRestart(&tpg_inst);
XV_tpg_Start(&tpg_inst);
xil_printf("TPG started!\r\n");
/* End of TPG code*/
cleanup_platform();
return 0;
}
42. 保存文件。
43. 使用 micro USB 电缆将 Pynq-Z2 连接到计算机，并将引导模式启动电缆设置为 JTAG。使用 HDMI 输出连接器将 PYNQ-Z2 连接到HDMI 监控器。打开 PYNQ-Z2 电路板的电源。
44. 打开 UART 终端并正确无误地将其配置为 PYNQ-Z2 的 COM 端口。
45. 对 FPGA 进行编程并启动应用。
46. 您现在应该会看到显示器上显示的图案。
文章转载自：赛灵思中文社区论坛
