xmos startKIT, génération signal VGA

Je poursuis mes expérimentations avec le startKIT de XMOS. Après avoir expérimenter la génération d'un signal vidéo NTSC en noir et blanc, je suis passé en VGA 16 couleurs. Dans ce premier test il s'agissait simplement de générer les signaux nécessaires à la synchronisation verticale, horizontale et vidéo. La mémoire vidéo est constitué d'une seule ligne que le générateur répète 480 fois. Le maximum de pixels par ligne que j'ai pu obtenir en programmation 'C' est de 508 par ligne. Comme 1 octet du tableau video_buffer contient l'information de 2 pixels, ça donne un tableau de 254 octets.

Schématique

Schématique de l'interface entre la carte startKIT et le moniteur VGA.

image générée par le programme test

La ligne sombre est un artéfact causé par la photographie.

Code source

fichier d'entête du générateur vidéo. /* * NOM: vga16_gen.h * Description: génération signal vga 16 couleurs. * Created on: 2014-01-22 * Author: Jacques */ #ifndef VGA16_GEN_H_ #define VGA16_GEN_H_ //couleur typedef enum vga16_colors { BLACK, RED, GREEN, YELLOW, BLUE, MAGENTA, CYAN, LIGHTGRAY, GRAY, LIGHTRED, LIGHTGREEN, LIGHTYELLOW, VIOLET, PINK, LIGHTCYAN, WHITE } vga16_colors_t; #define VRT_LINES 525 // nombre de lignes #define PIXEL_PER_LINE 508 // nombre de pixels par ligne #define BYTES_PER_LINE 254 // 2 pixels par octet. extern unsigned char video_buffer[BYTES_PER_LINE]; typedef interface buffer_interface{ void UpdateVideoBuffer(char *p, int size); } buffer_if; void vga_gen(out port rgb, out port vsync, out port hsync/*, server buffer_if i_buffer*/); #endif /* VGA16_GEN_H_ */

générateur vidéo VGA 16 couleurs /* * vga16_gen.xc * * Created on: 2014-01-22 * Author: Jacques Deschênes */ #include <xs1.h> #include <platform.h> #include "vga16_gen.h" #define HSYNC_WIDTH 381 // 3,813µsec #define HRZ_PERIOD (3178-HSYNC_WIDTH) // 31,78µsec #define VSYNC_WIDTH (2*HRZ_PERIOD) #define VIDEO_DELAY 190 // 1,9 µsec délais entre la fin du HSYNC et début le vidéo. unsigned char video_buffer[BYTES_PER_LINE]; void vga_gen(out port rgb, out port vsync, out port hsync/*, server buffer_if i_buffer*/){ unsigned int line_cntr=0, vdelay,hdelay; rgb <: 0; vsync <: 1; hsync <: 0 @ hdelay; while (1){ hdelay += HSYNC_WIDTH; hsync @ hdelay <: 1; switch (line_cntr){ case 0: vsync <: 0 ; break; case 2: vsync <: 1 ; break; default: if (line_cntr>22 && line_cntr<502){ vdelay = hdelay+VIDEO_DELAY; for (int i=0;i<BYTES_PER_LINE;i++){ rgb @ vdelay <: (video_buffer[i]>>4); vdelay+=5; // ne fonctionne pas pour délais < 5 rgb @ vdelay <: video_buffer[i]; vdelay+=5; }//for rgb @ vdelay <: 0 ; }/*else{ select { case i_buffer.UpdateVideoBuffer(char *p,int size): break; default: break; }//select }*///if }//switch hdelay += HRZ_PERIOD; hsync @ hdelay <: 0; line_cntr = (line_cntr+1)%VRT_LINES; }//while }//f()

programme test, barres de couleurs /* * Nom: vga-test.xc * Description: test génération signal VGA, barres verticales 16 couleurs * signaux HSYNC et VSYNC niveaux TTL impulsion négative. * signaux R,G,B analogique 0-0,7 volt. * Created on: 2014-01-21 * Author: Jacques Deschênes * REF: http://home.roadrunner.com/~maccody/PSoC/VGA/PSoC_VGA_Driver.html * REF: http://www.javiervalcarce.eu/wiki/VGA_Video_Signal_Format_and_Timing_Specifications * */ #include <stdlib.h> #include <xs1.h> #include <platform.h> #include "vga16_gen.h" out port rgb = XS1_PORT_4C; // J7-5:J7-8, sortie signal vidéo out port vsync = XS1_PORT_1F; //J7-1, sortie synchronisation verticale out port hsync = XS1_PORT_1H; // J7-2, sortie synchronisation horizontale int main(void){ int b=WHITE; for (int i=0;i<BYTES_PER_LINE;i++){ video_buffer[i]= (b%16)+((b%16)<<4); if ((i+1)%16==0) b++; }//for buffer_if i_buffer; vga_gen(rgb,vsync,hsync /*,i_buffer*/); return 0; }//main()

Limitation mémoire

Pour créer un bitmap de 480 lignes de 504 pixels il faudrait 480*504/2=120960 octets. Réduisant la résolution à 240x254 on a encore besoin de 30480 octets. Pour réduire le besoin de mémoire, on peut réduire la résolution encore plus ou encore utiliser un système de tuiles. Dans le prochain article je vais expliquer ce qu'est le système de tuiles et l'utiliser dans un démo bouncing balls. Le système de tuiles était la méthode utilisée au début des années 80, lorsque la mémoire était coûteuse et rare. Mon VIC-20 avec ses 5Ko de RAM pouvait afficher des graphiques de 160×160 pixels en 16 couleurs en utilisant un système de tuiles. Pour utiliser le système de tuiles je dois modifier le générateur vidéo et je serai peut-être obligé de sacrifier des pixels horizontalement.

mise à jour 2014-01-23

La version de l'interface physique entre la carte startKIT et le moniteur VGA présenté en début cet article a l'avantage d'être simple mais l'inconvénient que les couleurs de code 9 à 14 sont délavées. J'ai donc conçue une version améliorée qui corrige ce problème.

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Références:
vga sur Psoc
vga timing