FPGA，Verilog，HDMI接受端如何判断像素数据起始位

Question

想编写一个硬件模块，可以通过两个HDMI口分别实现HDMI数据的接收与发送，但是HDMI接收10位的RGB像素时应该如何将每一个像素信号(十个0-1)准确的提取出来呢？

Answer 1

引自强大而免费的微信小程序：皆我工具箱。
​

在FPGA中，可以使用Verilog来实现HDMI接收端模块。对于HDMI来说，像素数据的起始位可以通过同步信号进行判断。

首先，需要正确连接HDMI接口到FPGA，并设置正确的时钟和同步信号。在Verilog代码中，可以定义一个状态机来接收和处理HDMI数据。

以下是一个简单的例子，展示了如何在Verilog中实现HDMI接收端模块：

module HDMI_Receiver(
  input HDMI_CLK,  // HDMI时钟
  input HDMI_DATA, // HDMI数据
  input HDMI_VALID,// HDMI有效信号
  output [9:0] pixel_data // 像素数据
);

reg [9:0] pixel_data_reg;
reg [3:0] state;

// 状态定义
parameter IDLE = 2'b00;
parameter SYNC = 2'b01;
parameter DATA = 2'b10;

// 状态转换逻辑
always @(posedge HDMI_CLK) begin
  case (state)
    IDLE: begin // 空闲状态，等待同步信号
      if (HDMI_VALID && HDMI_DATA == 10'b0000000000) begin
        state <= SYNC;
      end
    end
    SYNC: begin // 同步状态，等待同步信号失效
      if (!HDMI_VALID) begin
        state <= DATA;
      end
    end
    DATA: begin //数据状态，接收像素数据
      if (HDMI_VALID) begin
        pixel_data_reg <= HDMI_DATA;
      end
      else begin
        state <= IDLE;
      end
    end
  endcase
end

// 输出像素数据
assign pixel_data = pixel_data_reg;

endmodule

在这个例子中，状态机有三个状态：IDLE，SYNC和DATA。在空闲状态IDLE中，等待HDMI_VALID信号和HDMI_DATA是10'b0000000000，表示同步信号出现。一旦出现同步信号，状态机切换到SYNC状态，等待HDMI_VALID信号失效。当HDMI_VALID信号失效时，状态机切换到DATA状态，开始接收像素数据。

在DATA状态中，每当HDMI_VALID信号有效时，将HDMI_DATA存储到pixel_data_reg寄存器中。当HDMI_VALID信号失效时，状态机切换回IDLE状态，等待下一个像素数据的起始位。

最后，通过输出像素数据pixel_data即可获得每一个像素信号(十个0-1)。

需要注意的是，上述例子仅为基本框架，实际的HDMI接收端可能需要更复杂的处理来解析像素数据。具体实现还需要根据实际需求和硬件规格进行调整和优化。