Hdmits fpgax6-v0

HDMI-TS : FPGAを用いた低遅延映像通信システムの設計

慶應義塾大学理工学研究科徳差雄太

[email protected]@sfc.wide.ad.jp

2015年2月1日 FPGAX第6回 1

mailto:[email protected]

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自己紹介

• 学士課程慶應大学SFC 村井研究室 ( ~ 2014年9月)– 学部3年でFPGA入門– FPGAを用いた低遅延映像通信システムの設計と実装– Digilent Design Contest 2014 国内大会優勝– Digilent Design Contest中国で発表

• 修士課程理工学研究科松谷研 (2014年9月 ~ )– FPGAによるデータ構造サーバ高速化の研究に従事してます、、

• 趣味– アイドル鑑賞、ライブにいくこと！（握手とかはしません！）– AKB48(ほ、本当は乃木坂46だったり)！


どこを低遅延化？


HDカメラディスプレイ送信PC 受信PC

270ms ~ 400ms

-ソフトウェアによる

ネットワークプロトコルスタック-映像のキャプチャ

-ソフトウェアによる

ネットワークプロトコルスタック-フレームバッファ

全てハードウェア(FPGA)！！

Skype , Polycom




HDカメラディスプレイHDMI-

TSHDMI-

TS

270ms ~ 400ms

50ms ~ 55ms

HDカメラディスプレイ

50ms ~ 55ms

Skype , Polycom




HDカメラディスプレイHDMI-

TSHDMI-

TS

270ms ~ 400ms

50ms ~ 55ms

HDカメラディスプレイ

50ms ~ 55ms

HDMI-TSの遅延は650us

HDMI-Transport System

2015年2月1日 6

HDMI-TS

FPGAX第6回

Skype

• 映像入出力インターフェイス HDMI• Gigabit Ethernet• 1280x720 60Hz Progressive • 帯域 860Mbps

カメラtoディスプレイ遅延

hdmi-ts :55ms(0.65ms)

カメラtoディスプレイ遅延

Skype : 270ms

HDMI-Transport System• 映像入出力インターフェイス HDMI• Gigabit Ethernet• 1280x720 60Hz Progressive • 帯域 860Mbps

7

ディスプレイ HDカメラ

Xilinx Sparatn6 LX45Digilent Atlysボード

LAN

受信回路

FIFO

HDMIエンコーダ

送信回路

HDMIデコーダ

FIFO

YUV2RGB

Timing Generator

Demo Movie (遅延を体感してください)


Demo Movie


55ms

HDMI-TS

SKYPE

被写体

270ms

Demo Movie


55ms

270ms

HDMI-TS

SKYPE

被写体

Demo Movie

2015年2月1日 11FPGAX第6回

SKYPESKYPE

HDMI-TS HDMI-TS

失敗談集


失敗談 1 :実機ばっかり事件

• 実機テストをしまくった

–シミュレーションせずに開発しようとしたり、、、

–時間ばかり浪費


基本はシミュレーション！！

失敗談2 : 非圧縮伝送中の事件

• ソフトウェアで非圧縮伝送中、arpアドレスを解決できず、broadcastする。

• 非圧縮データは無線へ、無線占有状態。

• しばらく気付かず。まわりそわそわ。(後で怒られる)


失敗談3 :電源破壊事件

• せっかくのデモ発表で……

–スイッチングハブの電源9V+ とFPGAボードの電源5V+の電源の口が一緒！

–間違って刺して、FPGAボードのレギュレータ焼ける。

–同じ部品買って修理を試みたが、BGAで修理断念


あらかじめ購入するはずだった FPGAボードを代理店の方のご厚意で早急に準備してもらった。

おまけ自作FPGAボードが作りたい、、、

• HDMI-TS専用ボード作りたい…..

• 最近、KiCADで簡易HDMI拡張基盤の設計

• FusionPCB@上海で14枚約1000円！

• 電源回路がひっかかり、なかなか、、、

自分のお小遣いで作るのはコストフルだったり、、、


おまけ自作FPGAボードが作りたい、、、

• 最近、KiCADで簡易HDMI拡張基盤の設計

• FusionPCB@中国で14枚約1000円！

• 電源回路がひっかかり、なかなか、、、

自分のお小遣いで作るのはコストフルだったり、、、


ご静聴ありがとうございました


Engineering

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