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Change Log
2020年5月5日：初次发布。
2021年2月7日：更新实现细则。
代码下载
https://github.com/qiweiii-git/qwi06_sdp2hdmi
代码编译
1.在linux下使用./makeall.sh即可自动编译vivado工程。
如何使用linux自动编译工程请参考利用Linux自动编译Vivado工程
2.在Windows下打开vivado，运行source run.tcl即可自动创建工程并编译。
1 系统框图
最终显示的图片
要实现读取SD卡中的BMP图片并通过HDMI显示这个功能，主要有两个重点：
1.SD卡的BMP图片如何读取出来。
2.BMP图片读取出来之后如何通过HDMI显示。
接下来将会对这两点进行详细说明。需要说明的是，第一点主要涉及的是软件代码，而第二点主要涉及的是逻辑代码。
2 BMP图片格式
BMP是英文Bitmap（位图）的简写，对图像几乎不压缩，因此图片信息较丰富，但缺点也很明显，就是文件占用内存大。普通的JPG的图片可能只有几十或者几百KBytes，而一张1920x1080的RGB888的BMP图片将高达1920x1080x24=49766400bits=6.22Mbytes。
在我们的实例中，我们使用BMP图片的好处是BMP图片转成二进制数据即为像素点数据，而不需要解压缩，而普通的JPEG或PNG图片，我们转成二进制数据后，还需要额外进行解压缩，图片的压缩和解压缩不是我们这个实例的重点。
BMP图片的格式为：
我们通过实例分析，如下图中我们用到的wildhunt.bmp图片数据。BMP文件头一共54bytes，我们可以选中前54bytes来分析。我们最需要关心的是图片的长宽和色彩模式。第19~22bytes为图像宽度，即80 07 00 00，即00 00 07 80 = 0x780=1920，第23~26bytes为图像高度，即38 04 00 00，即00 00 04 38=0x438=1080，第29~30bytes为图像位宽，即18 00，即00 18=0x18=24位。即本BMP图片为1920x1080的RGB888的未压缩图片。
3 HDMI显示
HDMI的显示标准不是本实例的重点，将不深入挖掘。但我们需要知道，无论是我们通过何种方式将我们想要显示的数据送到HDMI端口，使其能够在HDMI显示器上显示出来（这里的“方式”指的是将数据转化为HDMI显示标准信号，如TMDS标准电平信号，我们可通过FPGA器件商如Xilinx公司提供的HDMI IP核，或者github中的一些开源代码来实现这一点），需要显示的数据都必须满足一定的格式，我们称之为帧格式。也就是说，我们将满足了HDMI帧格式的数据送到“某些模块”中，那些模块就会将数据转化为HDMI显示标准信号最终输出至HDMI端口上。在本实例中，这个“某些模块”指的是Digilent公司的rgb2dvi模块，这个将HDMI帧格式数据转化为HDMI显示标准信号不是本实例的重点，因此这个rgb2dvi模块将不赘述。
参考标准，EIA-CEA-861-D中对HDMI帧格式的描述，不同分辨率，帧格式是不一样的。
我们以1920x1080p30为例。
我们看到，1920是一行的有效像素点数，而除了有效像素点数，还存在280的消隐像素点，称为行消隐。1080是一帧的有效像素行数，除了有效像素行数外，还存在45行消隐像素行，称为场消隐。通过HSYNC及VSYNC来表示行场消隐区的位置。也就是说，1920x1080的图像带上消隐是2200x1125的图像。
在我们的数据送到rgb2dvi模块前，需要满足这个格式。在代码中，hdmi_vtg模块专门用来产生不同分辨率的HSYNC，VSYNC，active（即图中的Data Enable）信号等，而axis2native模块则是将AXI-Stream总线形式的数据（本实例中，此AXI-Stream携带的数据即为BMP图片像素数据）填充到画面帧的active区，即2200x125中的1920x1080活动区，并带上vsync，hsync等信号。
4 BMP图片读取
第二章中讲到了BMP图片的格式，第三章讲到了如何把一张图片显示到HDMI上，剩下的问题点就是怎么把BMP图片读取出来，以AXI-Stream总线的形式送到axis2native模块了。
第一点，BMP图片从哪里来：从SD卡中来。
我们将需要显示的图片放置在SD卡中，注意ZYNQ必须要使能SD卡接口，不然无法读取。
第二点：BMP图片如何读取：软件代码通过f_open打开图片，通过f_read读取图片。
注意需要编译代码时需要使能xilffs库，才能使用f_open等的文件操作函数。
第三点：BMP图片读取后放到哪里：放到外部DDR缓存中。
通过Xil_DCacheFlushRange函数，将读取出来的图片像素数据全部放入DDR缓存中。
第四点：DDR缓存中的数据如何读出并以AXI-Stream总线的形式送到axis2native模块：通过Xilinx的VDMA IP核。
Xilinx提供的VDMA IP核可将DDR缓存中的某一块区域的数据读出以AXI-Stream总线的形式送出去，我们将这些信号连接至axis2native模块中。