设计框图：
我们的设计主要是要在HDMI 显示器上显示彩条，只需先设计一个彩条数据输出（Pattern Generator）模块，然后设计一个配置ADV7513寄存器的模块即可，ADV7513芯片自动将并行的彩条数据转化为TMDS算法的、且是串行的、差分的数据传输到HDMI显示器端：
HDMI_top.v:
主要是例化几个模块：
module hdmi_top( input sys_clk, input sys_rst_n, input HDMI_TX_INT, inout HDMI_I2C_SCL, inout HDMI_I2C_SDA, output hdmi_de, output hdmi_tx_hs, output hdmi_tx_vs, output hdmi_tx_clk, output [23:0] hdmi_tx_data ); //wire define wire pixel_clk; wire clk_locked; //wire video_hs; //wire video_vs; //wire video_de; //wire [23:0] video_rgb; //***************************************************** //** main code //***************************************************** //例化 PLL IP 核 pll_hdmi u_pll_clk( .rst (~sys_rst_n), .refclk (sys_clk), .outclk_0 (hdmi_tx_clk), //像素时钟 .locked (clk_locked) ); //例化 HDMI 控制模块 hdmi_ctrl hdmi_ctrl_inst ( .clk (hdmi_tx_clk), .rst_n (clk_locked), .hdmi_rgb (hdmi_tx_data), .video_de (hdmi_de), .hdmi_hs (hdmi_tx_hs), .hdmi_vs (hdmi_tx_vs) ); //HDMI I2C I2C_HDMI_Config u_I2C_HDMI_Config ( .iCLK(sys_clk), .iRST_N(sys_rst_n), .I2C_SCLK(HDMI_I2C_SCL), .I2C_SDAT(HDMI_I2C_SDA), .HDMI_TX_INT(HDMI_TX_INT) ); endmodule
hdmi_ctrl.v:
设计一个分辨率是 1280*720的 彩条数据输出：
module hdmi_ctrl ( input wire clk, input wire rst_n, output reg [23:0] hdmi_rgb, output reg hdmi_hs, output reg hdmi_vs, output wire video_de //数据使能 ); //1280*720分辨率时序参数 localparam HS_A = 40; // synchronous pulse, horizontal localparam HS_B = 220; // back porch pulse localparam HS_C = 1280; // display interval localparam HS_D = 110; // Front porch localparam HS_E = 1650; // horizontal cycles localparam VS_A = 5; // synchronous pulse, vertical localparam VS_B = 20; localparam VS_C = 720; localparam VS_D = 5; localparam VS_E = 750; localparam HS_WIDTH = 11; localparam VS_WIDTH = 10; parameter CNT_VS_R = 205; // 345 = 5+20+180, 25~205 行显示红色， 有效数据q段是720行，第一个180行是红 parameter CNT_VS_G = 385; // 205~385 是绿 第二个180行是绿 parameter CNT_VS_B = 565; // 665~985 是蓝 第三个180行是蓝，剩下的就是黑了 reg [HS_WIDTH - 1:0] cnt_hs; // counter for vertical synchronous signal reg [VS_WIDTH - 1:0] cnt_vs; // counter for horizontal synchrous signal wire en_hs; // dsiplay horizontal enable wire en_vs; // display vertical enable wire en_vs_r; // red stripe enable wire en_vs_g; // green stripe enable wire en_vs_b; // blue stripe enable always @ (posedge clk, negedge rst_n) if (!rst_n) cnt_hs <= 0; else if (cnt_hs < HS_E - 1) cnt_hs <= cnt_hs + 1'b1; else cnt_hs <= 0; always @ (posedge clk, negedge rst_n) if (!rst_n) cnt_vs <= 0; else if (cnt_hs == HS_E - 1) if (cnt_vs < VS_E - 1) cnt_vs <= cnt_vs + 1'b1; else cnt_vs <= 0; else cnt_vs <= cnt_vs; always @ (posedge clk, negedge rst_n) if (!rst_n) hdmi_hs <= 1'b1; else if (cnt_hs < HS_A - 1) //同步之前hdmi_hs信号都是低， 同步之后（a）hdmi_hs信号是高 hdmi_hs <= 1'b0; else hdmi_hs <= 1'b1; always @ (posedge clk, negedge rst_n) if (!rst_n) hdmi_vs <= 1'b1; else if (cnt_vs < VS_A - 1) //同步之前hdmi_vs 信号都是低， 同步之后（a）hdmi_vs 信号是高 hdmi_vs <= 1'b0; else hdmi_vs <= 1'b1; assign en_hs = (cnt_hs > HS_A + HS_B - 1)&& (cnt_hs < HS_E - HS_D);//en_hs 将有效数据c段标出来了，有效数据c段en_hs 才为高，否则为低 assign en_vs = (cnt_vs > VS_A + VS_B - 1) && (cnt_vs < VS_E - VS_D);//en_vs 将有效数据q段标出来了，有效数据q段en_hs 才为高，否则为低 assign en_vs_r = (cnt_vs > VS_A + VS_B - 1) && (cnt_vs < CNT_VS_R);//场同步的第一个320行 assign en_vs_g = (cnt_vs > CNT_VS_R - 1) && (cnt_vs < CNT_VS_G); //场同步的第二个320行 assign en_vs_b = (cnt_vs > CNT_VS_G - 1) && (cnt_vs < CNT_VS_B); //场同步的第三个320行 assign video_de = en_hs && en_vs;//将HDMI显示的有效像素点位置全部标注出来了 always @ (posedge clk, negedge rst_n) if (!rst_n) hdmi_rgb <= 24'b00000000_00000000_00000000; else if (video_de) if (en_vs_r) hdmi_rgb <= 24'b00000000_00000000_11111111; // 红 else if (en_vs_g) hdmi_rgb <= 24'b00000000_11111111_00000000; // 绿 else if (en_vs_b) hdmi_rgb <= 24'b11111111_00000000_00000000; // 蓝 else hdmi_rgb <= 24'b00000000_00000000_00000000; //黑 else hdmi_rgb <= 24'b00000000_00000000_00000000; // 黑 endmodule
PLL 的设置：
通过查表得知，
1280*720分辨率的像素时钟就是74.25M
ADV7513的配置：
ADV7513芯片控制解读（中文版）——基于DE10-NANO开发板——C5G 开发板
I2C 代码详细解析： https://zhuanlan.zhihu.com/p/543472995?
引脚配置
根据DE10-Nano 的 manual或者是schematic 文件完成一下的引脚配置：
实验现象：
DE10-Nano 开发板 拔掉SD卡，MSEL 设置到10010， 接上HDMI 显示器，开机，下载sof文件得到现象如下：
相关阅读：
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友晶科技FPGA开发板DE10-Nano的HDMI彩条实验（二）——TMDS算法
友晶科技FPGA开发板DE10-Nano的HDMI彩条实验（三）——DE10-Nano 的HDMI电路简介
ADV7513芯片控制解读（中文版）——基于DE10-NANO开发板——C5G 开发板
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