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本資料は英語版 (v4.0) を翻訳したものです。英語の更新バージョ ンがリ リースされている場合には、最新の英語版を必ずご参照ください。
Virtex-II Pro および Virtex-4 FPGA 用のオーディオ/ビデオ接続ソリューシ ョ ン
放送業界用のリファレンス デザイン 1
XAPP514 (v4.0) 2008 年 2 月 14 日
Virtex-II Pro/Virtex-4 オーディオ/ビデオ接続 japan.xilinx.com XAPP514 (v4.0) 2008 年 2 月 14 日
Xilinx is disclosing this user guide, manual, release note, and/or specification (the "Documentation") to you solely for use in thedevelopment of designs to operate with Xilinx hardware devices. You may not reproduce, distribute, republish, download,display, post, or transmit the Documentation in any form or by any means including, but not limited to, electronic, mechanical,photocopying, recording, or otherwise, without the prior written consent of Xilinx. Xilinx expressly disclaims any liabilityarising out of your use of the Documentation. Xilinx reserves the right, at its sole discretion, to change the Documentationwithout notice at any time. Xilinx assumes no obligation to correct any errors contained in the Documentation, or to advise youof any corrections or updates. Xilinx expressly disclaims any liability in connection with technical support or assistance that maybe provided to you in connection with the Information.
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この日本語訳 (参考のみ) は、 http://japan.xilinx.com/support/documentation/disclaimer.htm を参照して ください。
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http://japan.xilinx.com/legal.htmhttp://japan.xilinx.comhttp://japan.xilinx.com/support/documentation/disclaimer.htm
XAPP514 (v4.0) 2008 年 2 月 14 日 www.xilinx.com Virtex-II Pro/Virtex-4 オーディオ/ビデオ接続
改訂履歴次の表に、 この文書の改訂履歴を示します。 .
日付 バージョ ン 改訂内容
2005 年 4 月 15 日 1.0 初期リ リース
2006 年 3 月 6 日 2.0 アプリ ケーシ ョ ン ノート XAPP514 と して再リ リース
• 概要に情報を追加
• 「デジタル オーディオ」 セクシ ョ ンおよび第 20 章を追加
• 第 11 章、 第 14 章、 および第 16 章を変更
2006 年 8 月 31 日 3.0 • 第 18 章 「HDTV ビデオ パターン ジェネレータ」 を変更
• AES3 オーディオの章の概要部分を分離させて第 20 章 「ビデオ放送用のデジタル オーディオの概要」 を作成
• 第 20 章に 「オーディオ サンプリ ング レートの変換」 セクシ ョ ンを追加
• 「ザイ リ ンクス FPGA 用の AES3 シ リアル デジタル オーディオ インターフェイス」を
第 21 章と して追加
• 第 22 章 「非同期サンプリ ング レート コンバータ (ASRC)」 を追加
• 第 24 章 「標準精細デジタル オーディオ用の AES3 オーディオ デマルチプレクサ」を追加
• 文書を再セクシ ョ ン化
• 全体的にマイナーな改訂
2008 年 2 月 14 日 4.0 • 第 8 章 : 「デザイン ファ イル」 のリ ファレンス デザイン ファ イル名を変更
• 第 9 章 「SMPTE 高精細シ リアル デジタル インターフェイス規格」 を追加
• 第 16 章 : 「CORE Generator FIFO のインスタンシエート手順」 の手順 3 で、「8B/10B Encoder core」 を 「Asynchronous FIFO core」 に変更
• セクシ ョ ン V のタイ トルを 「その他のオーディオ およびビデオ」 に変更
• 第 17 章 : 図 17-5 に関する記述で 「blue」 を 「green」 に変更
• 第 19 章 「SMPTE 352M ビデオ ペイロード識別 パケッ トの処理」 を追加
• 第 20 章 :
♦ 図 20-3 のラベルを修正
♦ 図 20-21 の前の相互参照を修正
• 第 21 章 : 表 21-2 の前のテキス トでク ロ ッ ク周波数を修正
• 第 22 章 :
♦ 「比率検出」 で 「figure」 を 「filter」 に変更
♦ 図 22-5 の in_period および out_period の幅を 24 から 25 に変更
♦ 「デザイン ファ イル」 セクシ ョ ンを 「その他の FPGA ファ ミ リ用のリ ファレンス デザイン」 に変更
• 第 23 章 「逆多重化されたオーディオのサンプリ ング レートのスムージング」 を追加
• 第 24 章 : 「デザイン ファ イル」 で 「AES3 receiver and transmitter」 を 「AES3 audio demultiplexer」 に変換
• 全体的にマイナーな改訂
http://japan.xilinx.com
Virtex-II Pro/Virtex-4 オーディオ/ビデオ接続 japan.xilinx.com XAPP514 (v4.0) 2008 年 2 月 14 日
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Virtex-II Pro/Virtex-4 オーディオ / ビデオ接続 japan.xilinx.com 5XAPP514 (v4.0) 2008 年 2 月 14 日
このアプリケーシ ョ ン ノートについて本書の内容 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
その他のリ ソース . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
表記規則. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
書体 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33
オンライン マニュアル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .34
第 1 章 : はじめに
セクシ ョ ン I : SD-SDI
第 2 章 : SD-SDI 物理レイヤのインプリ メンテーシ ョ ン概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
はじめに. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
SDI ト ランス ミ ッ タおよびレシーバのパフォーマンスの計測 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .41
SDI ケーブルのイコライズ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .42
ジッタの削減 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .44
ク ロ ッ ク逓倍 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .45
SDI ケーブル ド ライバ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47
ク ロ ッ クおよびデータ リ カバリ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .48
リ ファレンス デザイン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
ま とめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
デザイン ファ イル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
付録 A : テス トに使用した機器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
レシーバ入力ジッタ耐性の計測に使用された機器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .57
ト ランス ミ ッ タ出力ジッタの計測に使用された機器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .58
第 3 章 : SD-SDI ビデオ エンコーダ概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
SDI の概要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
デジタル ビデオのフォーマッ ト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60
エンコードおよびデコード . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .60
フレーミ ングおよび TRS ク リ ッピング . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .61
SDI のビッ ト レート . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62
エラー検出 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62
ク ロ ッ ク ジッ タに関する考慮事項 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .62
リ ファレンス デザイン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
TRS ク リ ッピング . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .63
ビッ ト レート シ リアル スク ランブラ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64
ハーフ ビッ ト レート シ リ アル スク ランブラ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .64
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パラレル スク ランブラ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .65
X9002 を使用したソ リ ューシ ョ ン例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .66
X7C9235 を使用したソ リ ューシ ョ ン例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68
テス ト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .68
リ ファレンス デザインの結果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .72
ま とめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
デザイン ファ イル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
第 4 章 : SD-SDI ビデオ デコーダ概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
SDI の概要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
デジタル ビデオのフォーマッ ト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76
エンコードおよびデコード . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .76
フレーミ ング . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .77
SDI のビッ ト レート . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78
エラー検出 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78
リ ファレンス デザイン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
シ リ アル デスク ランブラのインプリ メンテーシ ョ ン : ser_descrambler.* . . . . . . . . . . . . . . . .78
パラレルのデスク ランブル インプリ メンテーシ ョ ン : par_descrambler.* . . . . . . . . . . . . . . .79
フレーマのインプ リ メンテーシ ョ ン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .80
CLC011 を使用したソ リ ューシ ョ ン例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .84
CY7C9335 を使用したソ リ ューシ ョ ンの例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .84
リ ファレンス デザインの結果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .85
テス ト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .86
ま とめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
デザイン ファ イル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
第 5 章 : SD-SDI のビデオ フライホイール概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
はじめに. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
デジタル ビデオ規格 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
ビデオ規格検出 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
フライホイール ビデオ デコーダ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
基本的なビデオ デコード . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .91
フライホイール ビデオ デコーダを使用したノ イズの回避 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .91
同期切り替えでの考慮事項 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92
V ビッ トの早期立ち下がり遷移の許容 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .92
リ ファレンス デザイン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
trs_detect モジュール . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .94
autodetect モジュール . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .97
flywheel モジュール . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .99
テス トベンチ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .103
リ ファレンス デザインの結果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .104
ま とめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
デザイン ファ イル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
http://japan.xilinx.com
Virtex-II Pro/Virtex-4 オーディオ / ビデオ接続 japan.xilinx.com 7XAPP514 (v4.0) 2008 年 2 月 14 日
目次R
第 6 章 : SD-SDI の補助データ プロセッサおよび EDH プロセッサ概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
はじめに. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
ANC パケッ ト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
ANC パケッ トのフォーマッ ト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .108
非準拠の ANC パケッ ト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .110
別の開始/終了マーカー プロ ト コル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .111
8 ビッ トでの考慮事項 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .112
ANC パケッ トの位置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .112
ANC パケッ トの挿入に関する規則 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .114
ANC パケッ トの削除に関する規則 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .115
同期切り替えでの考慮事項 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .115
エラー検出および処理 (EDH). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 116
CRC チェッ クワードの計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .117
エラー フラグ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .124
EDH パケッ トのフォーマッ ト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .125
リ ファレンス デザイン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
ANC および EDH プロセッサ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .126
リ ファレンス デザインの結果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .128
ま とめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
デザイン ファ イル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
付録 A . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
リ ファレンス デザインの追加情報 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .130
第 7 章 : PicoBlaze プロセッサを使用した SD-SDI EDH 処理のサイズ削減概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
はじめに. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
EDH プロセッサの説明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
プロセッサの選択 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .150
ソフ ト ウェアを使用した EDH 処理の最小化 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .150
EDH プロセッサでインプリ メン ト される機能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .151
リ ファレンス デザイン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152
I/O ポート . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .152
ビデオ タイ ミ ング信号 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .156
EDH パケッ ト エラー フラグ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .157
エラー検出およびレポート . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .160
ハードウェアの説明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .161
ソフ ト ウェアの説明 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .162
SDI インターフェイスでの EDH プロセッサの使用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .163
デザイン サイズ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .164
デザイン スピード . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .164
ま とめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164
デザイン ファ イル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
付録 A : ハードウェアの詳細 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
制御セクシ ョ ン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .165
ビデオ データ パス . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .168
http://japan.xilinx.com
8 japan.xilinx.com Virtex-II Pro/Virtex-4 オーディオ / ビデオ接続XAPP514 (v4.0) 2008 年 2 月 14 日
目次R
EDH パケッ トの生成および挿入 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .169
付録 B : ソフ ト ウェアの詳細 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
第 8 章 : SDV デモ ボード用 SD-SDI 統合の例概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
はじめに. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175
アプリ ケーシ ョ ンの詳細 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
ファブ リ ッ ク ト ランス ミ ッ タ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .176
RocketIO ト ランス ミ ッ タ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .176
RocketIO レシーバ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .178
ファブ リ ッ ク レシーバ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .178
ク ロ ッ ク . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .179
別の DRU クロ ッキング手法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .180
ジッタの削減 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .181
デザイン サイズ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .182
ま とめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
デザイン ファ イル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182
セクシ ョ ン II : HD-SDI
第 9 章 : SMPTE 高精細シリアル デジタル インターフェイス規格概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
HD-SDI のビッ ト レート . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185
HD-SDI の転送フォーマッ ト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
データ ス ト リームのインターリーブ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
HD-SDI のスク ランブル処理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
HD-SDI の電気特性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
HD ビデオのフォーマッ ト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
デュアル リ ンク HD-SDI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1933G-SDI . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
補助データ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
ま とめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
付録 A : SMPTE 規格 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
付録 B: 用語集 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196
第 10 章 : Virtex-II Pro RocketIO マルチギガビッ ト ト ランシーバを使用した HD-SDI ト ランスミ ッ タ
概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
HD-SDI ト ランス ミ ッ タの要件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
電気要件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .199
ジッタ要件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .200
ケーブル ド ラ イバ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .201
ク ロ ッ ク . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
リ ファレンス ク ロ ッ ク . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .202
ユーザー ク ロ ッ ク . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .204
http://japan.xilinx.com
Virtex-II Pro/Virtex-4 オーディオ / ビデオ接続 japan.xilinx.com 9XAPP514 (v4.0) 2008 年 2 月 14 日
目次R
ジッタの削減 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .204
リ ファレンス デザイン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
ジッタ パフォーマンス . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .209
リ ファレンス デザインのサイズ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .210
ま とめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
デザイン ファ イル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
付録 : リ ファレンス デザインの詳細 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 211
ビデオ フォーマッ トの検出と ライン番号の生成 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .211
HD-SDI エンコーダ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .214
第 11 章 : Virtex-II Pro RocketIO マルチギガビッ ト ト ランシーバを使用した HD-SDI レシーバ
概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
HD-SDI レシーバの機能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
ケーブルのイコライズ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .218
ク ロ ッ クおよびデータ リ カバリ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .218
デコード . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .219
フレーミ ング . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .219
CRC チェッ ク . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .221
HD-SDI レシーバの追加機能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .222
HD-SDI レシーバの要件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
HD-SDI レシーバのインプ リ メンテーシ ョ ン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
ケーブル イコラ イザ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .224
RocketIO ト ランシーバのクロ ッ ク . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .225
リ ファレンス デザイン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 228
ま とめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
デザイン ファ イル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
付録 A : リ ファレンス デザインの詳細. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232hdsdi_decoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .232
hdsdi_framer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .233
hdsdi_framer_mult . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .235
hdsdi_rx_autorate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .239
付録 B : 1 つの RocketIO ト ランシーバを使用した HD-SDI レシーバ/ ト ランス ミ ッ タのインプ リ メンテーシ ョ ン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240
第 12 章 : Virtex-II Pro SDV デモ ボード用 HD-SDI の例概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
はじめに. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 245
HD-SDI ト ランス ミ ッ タ と レシーバが別々のアプリ ケーシ ョ ン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
ク ロ ッ ク . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .247
ト ランス ミ ッ タ セクシ ョ ン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .247
レシーバ セクシ ョ ン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .248
デザイン サイズ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .248
HD-SDI パススルー アプリケーシ ョ ン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
ク ロ ッ ク . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .250PLL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .250
http://japan.xilinx.com
10 japan.xilinx.com Virtex-II Pro/Virtex-4 オーディオ / ビデオ接続XAPP514 (v4.0) 2008 年 2 月 14 日
目次R
デザイン サイズ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .251
ICS664 を使用した HD-SDI パススルー . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252
デザイン サイズ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .254
ま とめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
デザイン ファ イル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
セクシ ョ ン III : マルチレート HD/SD-SDI
第 13 章 : Virtex-II Pro RocketIO マルチギガビッ ト ト ランシーバを使用した HD/SD-SDI ト ランスミ ッ タ
概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
はじめに. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
SD-SDI と HD-SDI の類似点と相違点 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
RocketIO ト ランス ミ ッ タを使用した SD-SDI ビッ ト ス ト リームの生成 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
ケーブル ド ライバ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
ク ロ ッ ク . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 260
リ ファレンス ク ロ ッ ク . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .261
ユーザー ク ロ ッ ク . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .261
ク ロ ッ ク供給の例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .262
ク ロ ッ クに関する追加注意事項 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .263
リ ファレンス デザイン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 264
マルチレート エンコーダ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .264
SD-SDI のビッ ト複製 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .265
マルチレート SDI ト ランス ミ ッ タの例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .266
RocketIO ト ランシーバを使用した SD-SDI ト ランス ミ ッ タの例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .267
ジッタ パフォーマンス . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .268
リ ファレンス デザインのサイズ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .268
ま とめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
デザイン ファ イル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 269
第 14 章 : RocketIO マルチギガビッ ト ト ランシーバを使用したマルチレート HD/SD-SDI レシーバ
概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
はじめに. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
SD-SDI と HD-SDI の類似点と相違点 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
マルチレート SDI レシーバの機能 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
ケーブルのイコライズ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .273
ク ロ ッ クおよびデータ リ カバリ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .273
デシリ アライズ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .273
デコード . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .273
フレーミ ング . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .274
エラーのチェッ ク . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .276
レートの選択 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .276
マルチレート SDI レシーバのインプリ メン ト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 277
ケーブルのイコライズ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .277
http://japan.xilinx.com
Virtex-II Pro/Virtex-4 オーディオ / ビデオ接続 japan.xilinx.com 11XAPP514 (v4.0) 2008 年 2 月 14 日
目次R
RocketIO ト ランシーバでの SD-SDI ビッ ト ス ト リームの受信 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .278
RocketIO ト ランシーバのクロ ッ ク . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .281
リ ファレンス デザイン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284
マルチレート SDI リ ファレンス デザイン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .284
リ ファレンス デザインの結果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .291
ま とめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
デザイン ファ イル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292
付録 A : リ ファレンス デザインの詳細 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293multi_sdi_decoder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .293
multi_sdi_framer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .293
multi_sdi_rx_autorate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .294
第 15 章 : SDV デモ ボード用マルチレート SDI の例概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
はじめに. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
アプリ ケーシ ョ ン例 1 (第 6 章の EDH プロセッサを使用) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
HD-SDI モード . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .299
SD-SDI モード . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .300
ク ロ ッ ク . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .301
デザイン サイズ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .303
アプリ ケーシ ョ ン例 2 (第 7 章の EDH プロセッサを使用) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304
ク ロ ッ ク . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .306
デザイン サイズ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .306
アプリ ケーシ ョ ン例 3 (ICS664 を使用) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 307
ク ロ ッ ク . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .309
デザイン サイズ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .309
ま とめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
デザイン ファ イル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
セクシ ョ ン IV : DVB-ASI
第 16 章 : DVB-ASI 物理レイヤのインプリ メンテーシ ョ ンDVB-ASI の概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313
SelectIO の機能を使用した DVB-ASI 物理レイヤのインプリ メンテーシ ョ ン . . . . . . . . . . . . . . . 315
概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .315
SelectIO DVB-ASI レシーバ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .315
SelectIO DVB-ASI ト ランス ミ ッ タ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .329
パス スルー モード . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .334
ま とめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .343
RocketIO ト ランシーバを使用した DVB-ASI 物理レイヤのインプ リ メンテーシ ョ ン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344
はじめに . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .344
RocketIO DVB-ASI レシーバ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .344
RocketIO DVB-ASI ト ランス ミ ッ タ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .357
ジッタ パフォーマンス . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .362
使用可能な リ ソース . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .362
http://japan.xilinx.com
12 japan.xilinx.com Virtex-II Pro/Virtex-4 オーディオ / ビデオ接続XAPP514 (v4.0) 2008 年 2 月 14 日
目次R
ま とめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .362
デザイン ファ イル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 362
セクシ ョ ン V : その他のオーディオおよびビデオ
第 17 章 : SDTV ビデオ パターン ジェネレータ概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
コンポーネン ト デジタル ビデオ概説 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365
コンポーネン ト デジタル ビデオの規格 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .365
色空間 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .366
サンプリ ング スキーム . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .366
ビデオ フォーマッ ト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .367
番号付けの規則 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .371
ビデオ テス ト パターンの規格 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 371
カラー バー テス ト パターンの規格 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .371
SDI パソロジカル テス ト パターン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .373
リ ファレンス デザイン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374
信号の遷移レートの制限 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .374
分散 RAM ビデオ パターン ジェネレータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .375
ブロ ッ ク RAM ビデオ パターン ジェネレータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .380
リ ファレンス デザインの結果 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383
ま とめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384
デザイン ファ イル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384
付録 A : cbgen ユーザー ガイ ド . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384
はじめに . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .384
入力ファイル フォーマッ ト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .384
cbgen の実行 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .391
第 18 章 : HDTV ビデオ パターン ジェネレータ概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393
高精細デジタル コンポーネン ト ビデオ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393
ビデオ フォーマッ トの命名規則 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .393
デジタル コンポーネン ト ビデオの規格 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .394
色空間および 4:2:2 サンプリ ング . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .395
タイ ミ ング リ ファレンス信号 (TRS). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .396
ビデオ テス ト パターン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 397
SMPTE RP 219-2002 カラー バー パターン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .397
75% カラー バー パターン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .397
HD-SDI デジタル チェッ クフ ィールド パターン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .399
リ ファレンス デザイン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
はじめに . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .401
水平セクシ ョ ン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .402
垂直セクシ ョ ン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .403
出力セクシ ョ ン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .403
その他の出力 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .404
http://japan.xilinx.com
Virtex-II Pro/Virtex-4 オーディオ / ビデオ接続 japan.xilinx.com 13XAPP514 (v4.0) 2008 年 2 月 14 日
目次R
初期化ファイルの生成 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .405
デザイン サイズ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .405
その他の考慮事項 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .406
ま とめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406
デザイン ファ イル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406
第 19 章 : SMPTE 352M ビデオ ペイロード識別パケッ トの処理概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407
SMPTE 352M について . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407
バイ ト 1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .409
バイ ト 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .410
バイ ト 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .410
バイ ト 4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .411
VPID パケッ トの位置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .411
リ ファレンス デザイン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411SMPTE352_vpid_capture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .412
SMPTE352_vpid_insert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .415
リ ファレンス デザインで使用されるその他のモジュール . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .420
モジュールの FPGA リ ソースの使用量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .420
ま とめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421
セクシ ョ ン VI : デジタル オーディオ
第 20 章 : ビデオ放送用のデジタル オーディオの概要AES3 デジタル オーディオ規格の概要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425
データ フォーマッ ト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .425
データ レート . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .428
SMPTE 272M : SD-SDI 用のエンベデッ ド デジタル オーディオ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 428
SD エンベデッ ド オーディオ パケッ ト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .429
SD オーディオ サンプルの分配 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .434
SMPTE 299M : HD-SDI 用のエンベデッ ド デジタル オーディオ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435
HD オーディオ データ パケッ ト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .435
HD オーディオ制御パケッ ト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .436
HD オーディオ サンプルの分配 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .436
オーディオ サンプリ ング レートの変換 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 437
はじめに . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .437
サンプリ ング レートの変換方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .438
ASRC の動作 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .441
同期 SRC の動作 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .445
フ ィルタ係数のラグランジュ補間 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .445
パフォーマンス係数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .446
典型的なアプリ ケーシ ョ ン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448
デジタル オーディオのリ ファレンス デザイン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449
http://japan.xilinx.com
14 japan.xilinx.com Virtex-II Pro/Virtex-4 オーディオ / ビデオ接続XAPP514 (v4.0) 2008 年 2 月 14 日
目次R
第 21 章 : ザイリンクス FPGA 用の AES3 シリアル デジタル オーディオ インターフェイス
概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451
リ ファレンス デザイン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451
レシーバ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452
ト ランス ミ ッ タ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459
チャネル ステータス CRC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 461
Spartan-3E SDV ボードの AES3 デモ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463
電気的インターフェイス . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466
ジッ タ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 467
FPGA リ ソースの使用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 467
ま とめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 467
第 22 章 : 非同期サンプリング レート コンバータ (ASRC)概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 469
構造 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470
モジュール . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .471
ファンクシ ョ ンの詳細 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472
比率制御ファンクシ ョ ン ブロッ ク . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .472
入力サンプル格納 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .480
再サンプリ ング ファンクシ ョ ン ブロ ッ ク . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .483
制御 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .489
インターフェイス タイ ミ ング . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .491
パフォーマンス . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .492
FPGA リ ソースの使用とパフォーマンス . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .495
データ フロー スプレッ ドシート . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .497
デザイン ファ イル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 498
その他の FPGA ファ ミ リ用のリ ファレンス デザイン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 498
Spartan-3E リ ファレンス デザイン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .499
Virtex-II Pro リ ファレンス デザイン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .500
Virtex-5 リ ファレンス デザイン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .501
ま とめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 502
第 23 章 : 逆多重化されたオーディオのサンプリング レートのスムージング概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503
はじめに. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503
典型的なアプリ ケーシ ョ ン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 506
概念 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 506
比率の計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .507
リ ング バッファおよび比率の微調整 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .508
比率のフィルタ処理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .509
エラーのフ ィルタ処理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .510
リ ファレンス デザイン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 510
モジュール . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .511
パフォーマンスおよびリ ソース使用量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 520
http://japan.xilinx.com
Virtex-II Pro/Virtex-4 オーディオ / ビデオ接続 japan.xilinx.com 15XAPP514 (v4.0) 2008 年 2 月 14 日
目次R
デザイン ファ イル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 521
ま とめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 521
第 24 章 : 標準精細デジタル オーディオ用の AES3 オーディオ デマルチプレクサ仕様と特徴 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523
モデルの使用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525
ビデオ レート クロ ッ クを使用した単一のビデオ ス ト リーム . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .525
高速クロ ッ クを使用した単一のビデオ ス ト リーム . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .525
複数の同期ビデオ ス ト リーム . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .526
複数の非同期ビデオ ス ト リーム . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .528
複数のビデオ ス ト リームのクロッ ク要件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .528
モジュール . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 528
I/O ポートの詳細 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 531
ク ロ ッ ク と制御信号 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .532
入力ビデオ ス ト リーム . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .533
オーディオ サンプル出力ポート . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .534
チャネル ペアの present フラグ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .535
チャネル ペア デマルチプレクサ制御ポート . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .537
入力パケッ ト エラー ポート . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .538
オーディオ制御パケッ トのポート . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .539
オーディオ パケッ ト削除ポート . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .541
パラ メータ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 541
サンプル バッファのサイズ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 542
FPGA リ ソース要件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543
操作の概念 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 543
概要 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .543
入力ステート マシン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .545
出力ステート マシン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .549
オーディオ パケッ トの削除 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .549
入力ス ト リーム制御モジュール . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .550
デザイン ファ イル . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 551
ま とめ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 551
セクシ ョ ン VII : 付録
http://japan.xilinx.com
16 japan.xilinx.com Virtex-II Pro/Virtex-4 オーディオ / ビデオ接続XAPP514 (v4.0) 2008 年 2 月 14 日
目次R
http://japan.xilinx.com
Virtex-II Pro/Virtex-4 オーディオ / ビデオ接続 japan.xilinx.com 17XAPP514 (v4.0) 2008 年 2 月 14 日
第 1 章 : はじめに
第 2 章 : SD-SDI 物理レイヤのインプリ メンテーシ ョ ン図 2-1 : SDI ブロ ッ ク図 (詳細は図に記された各章を参照) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
図 2-2 : SDI パススルー ブロ ッ ク図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
図 2-3 : パソロジカル波形 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
図 2-4 : ケーブル イコラ イズの例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
図 2-5 : ジッタの削減 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
図 2-6 : DCM および DDR の SDI シ リ アライザへの使用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
図 2-7 : SDI ケーブル ド ライバの例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
図 2-8 : SDI エンコードおよびデコード . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
図 2-9 : 外部 SDI リ ク ロ ッカのザイ リ ンクス FPGA への接続 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
図 2-10 : SDI レシーバの内部 CDR . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
図 2-11 : SDI CDR の 270MHz VCO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
図 2-12 : XAPP250 の入力ジッタ耐性 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
図 2-13 : XAPP224 および VCO を使用した CDR のインプ リ メン ト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
図 2-14 : XAPP250 を基にした、 SDI レシーバ リ ファレンス デザイン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
図 2-15 : 外部 SDI リ ク ロ ッカを使用する SDI レシーバ のリ ファレンス デザイン . . . . . . . . . . . 56
第 3 章 : SD-SDI ビデオ エンコーダ図 3-1 : SDI ブロ ッ ク図 (詳細は図に記された各章を参照) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
図 3-2 : SDI エンコード プロセスとデコード プロセスの例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
図 3-3 : TRS ク リ ッパを使用した SDI ト ランス ミ ッ タの例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
図 3-4 : ビッ ト レート シ リアル SDI スク ランブラ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
図 3-5 : クロ ッ ク サイクルごとに 2 ビッ ト を処理する SDI スク ランブラ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
図 3-6 : パラレル スク ランブラのブロ ッ ク図. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
図 3-7 : X9002 の例を示すブロ ッ ク図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
図 3-8 : X7C9235 の例を示すブロ ッ ク図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
図 3-9 : SDI テス トベンチのブロ ッ ク図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
第 4 章 : SD-SDI ビデオ デコーダ図 4-1 : SDI ブロ ッ ク図 (詳細は図に記された各章を参照) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
図 4-2 : SDI エンコード プロセスとデコード プロセスの例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
図 4-3 : パラレル デスク ランブラのブロ ッ ク図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
図 4-4 : シ リアル フレーマのブロ ッ ク図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
図 4-5 : SMPTE 259M-1997 パラレル フレーマのブロ ッ ク図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
図 4-6 : X7C9335 のブロ ッ ク図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
第 5 章 : SD-SDI のビデオ フライホイール図 5-1 : SDI ブロ ッ ク図 (詳細は図に示された各章を参照) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
図一覧
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図一覧R
図 5-2 : ビデオ デコーダ ブロ ッ ク図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
図 5-3 : video_decode のタイ ミ ング図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
図 5-4 : trs_detect ブロ ッ ク図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
図 5-5 : trs_detect モジュールのタイ ミ ング . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
図 5-6 : autodetect ブロ ッ ク図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
図 5-7 : autodetect 有限ステートマシン (FSM) の ACQUIRE ループ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 98
図 5-8 : autodetect 有限ステートマシン (FSM) の LOCKED ループ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
図 5-9 : flywheel ブロ ッ ク図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
図 5-10 : flywheel 有限ステート マシン (FSM) のステート ダイアグラム (主要ループ) . . . . . . . 101
図 5-11 : flywheel 有限ステート マシン (FSM) のステート ダイアグラム (同期切り替え) . . . . . 102
第 6 章 : SD-SDI の補助データ プロセッサおよび EDH プロセッサ図 6-1 : SDI ブロ ッ ク図 (詳細は図に示された各章を参照) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
図 6-2 : EDH および ANC プロセッサのブロ ッ ク図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
図 6-3 : ANC パケッ トのフォーマッ ト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
図 6-4 : 非準拠の ANC パケッ ト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
図 6-5 : NTSC フレームで使用可能な ANC 領域. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
図 6-6 : 削除される ANC パケッ トの上書き . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
図 6-7 : CRC 値の計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
図 6-8 : NTSC 13.5MHz 4:2:2 の CRC 計算および EDH パケッ トの位置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
図 6-9 : NTSC 18MHz 4:2:2 の CRC 計算および EDH パケッ トの位置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
図 6-10 : NTSC 4:4:4:4 の CRC 計算および EDH パケッ トの位置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
図 6-11 : PAL 13.5MHz 4:2:2 の CRC 計算および EDH パケッ トの位置. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
図 6-12 : PAL 18MHz 4:2:2 の CRC 計算および EDH パケッ トの位置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
図 6-13 : PAL 4:4:4:4 の CRC 計算および EDH パケッ トの位置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
図 6-14 : エラー フラグ転送 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
図 6-15 : EDH パケッ トのフォーマッ ト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
図 6-16 : ANC および EDH プロセッサのブロ ッ ク図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
図 6-17 : EDH プロセッサのブロ ッ ク図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
図 6-18 : edh_rx ブロ ッ ク図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
図 6-19 : edh_rx ステート ダイアグラム . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
図 6-20 : anc_rx ブロ ッ ク図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
図 6-21 : anc_rx のステート ダイアグラム . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
図 6-22 : edh_loc ブロ ッ ク図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
図 6-23 : edh_crc ブロ ッ ク図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
図 6-24 : anc_mux ブロ ッ ク図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
図 6-25 : anc_insert ブロッ ク図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
図 6-26 : anc_insert のステート ダイアグラム . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
図 6-27 : anc_pkt_gen ブロ ッ ク図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
図 6-28 : anc_pkt_gen ブロ ッ ク図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
図 6-29 : anc_extract ブロ ッ ク図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
図 6-30 : anc_extract ステート ダイアグラム . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145
図 6-31 : edh_gen ブロ ッ ク図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
図 6-32 : edh_tx ブロ ッ ク図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
図 6-33 : edh_tx ステート ダイアグラム . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
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第 7 章 : PicoBlaze プロセッサを使用した SD-SDI EDH 処理のサイズ削減図 7-1 : ビデオ タイ ミ ング信号. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 157
図 7-2 : rxtx バージ ョ ンの EDH パケッ ト フラグおよびエラー検出ロジッ ク . . . . . . . . . . . . . . . 159
図 7-3 : EDH およびエラー フラグのタイ ミ ング . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160
図 7-4 : EDH プロセッサのブロ ッ ク図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 162
図 7-5 : 水平位置レジスタ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
図 7-6 : 垂直ライン カウン ト レジスタ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
図 7-7 : std_reg、 ctrl0_reg、 および sync_switch レジスタ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168
図 7-8 : 単純化されたステート ダイアグラム (a) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173
図 7-9 : 単純化されたステート ダイアグラム (b) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
第 8 章 : SDV デモ ボード用 SD-SDI 統合の例図 8-1 : SD-SDI アプリ ケーシ ョ ン ブロ ッ ク図 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177
図 8-2 : 別の DRU クロ ッキング手法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
第 9 章 : SMPTE 高精細シリアル デジタル インターフェイス規格図 9-1 : HD-SDI ラインのフォーマッ ト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
図 9-2 : XYZ ワードのフォーマッ ト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
図 9-3 : ライン番号のフォーマッ ト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
図 9-4 : CRC 値の計算 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
図 9-5 : CRC のフォーマッ ト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
図 9-6 : データ ス ト リームのインターリーブ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189
図 9-7 : HD-SDI スク ランブラのシ リアル インプリ メンテーシ ョ ン . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
図 9-8 : SMPTE 425M レベル B のデータ ス ト リームのインターリーブ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 194
図 9-9 : ANC パケッ トのフォーマッ ト . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
第 10 章 : Virtex-II Pro RocketIO マルチギガビッ ト ト ランシーバを使用した HD-SDI ト ランスミ ッ タ
図 10-1 : HD-SDI ト ランス ミ ッ タの出力ジッタ バンド . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
図 10-2 : GS1528 ケーブル ド ラ イバと RocketIO ト ランス ミ ッ タの接続 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
図 10-3 : リ ファレンス ク ロ ッ クを選択するマルチプレクサ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
図 10-4 : ジッタの削減 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205
図 10-5 : ザイ リ ンクス SDV ボード用 HD-SDI ト ランス ミ ッ タのリ ファレンス デザ�