PCIe-FRM22 매뉴얼

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1 PCIe-FRM22 User s Manual Windows, Windows2000, Windows NT and Windows XP are trademarks of Microsoft. We acknowledge that the trademarks or service names of all other organizations mentioned in this document as their own property. Information furnished by DAQ system is believed to be accurate and reliable. However, no responsibility is assumed by DAQ system for its use, nor for any infringements of patents or other rights of third parties which may result from its use. No license is granted by implication or otherwise under any patent or copyrights of DAQ system. The information in this document is subject to change without notice and no part of this document may be copied or reproduced without the prior written consent. Copyrights 2005 DAQ system, All rights reserved. --

2 -- 목차 --. Introduction. PCIe-FRM22 특징.2 PCIe-FRM22 응용 2. 하드웨어참조 3. 설치 2. PCIe-FRM22 사양 2.2 PCIe-FRM22 외형도 2.2. 기능 2.3 커넥터 Pin Out 2.3. RGB(DSUB-5) 커넥터 HDMI 커넥터 DVI 커넥터 J 커넥터 (Option) J4 커넥터 J5 커넥터 SW2 3. 하드웨어설치 3.. 제품내용물 3..2 설치과정 3.2 소프트웨어드라이버설치 4. 샘플프로그램설명 4. FrmTest 프로그램 Appendix A. General Specification Reference A.2 외형치수 -2-

3 . Introduction PCIe-FRM22은 RGB, HDMI (High-Definition Multimedia Interface), DVI (Digital Visual Interface) signal을받아 PCI Express x 인터페이스방식으로 PC에전송해고화질 (high definition) 비디오신호를캡쳐할수있는다목적 Frame Grabber 보드이다. FULL HD이상인 920x200까지지원되고 HDMI/DVI, RGB 신호를자동적으로검출해처리할수있다. 보드의동작은프로그램 API 에의하여제어되며, 아래의그림은보드의연동동작을그 림으로나타내고있다. [ 그림 -. PCIe-FRM22 보드사용예 ] [ 그림 -] 은 PCIe-FRM22 보드사용예로, PCIe-FRM22 보드를오른쪽 PC 의 PCI Express slot 에연결하여사용하게되며, 좌측의다양한장치들의화면을 RGB, HDMI 또는 DVI 포트로전송받을수있으며응용프로그램을통하여출력할수도있다

4 . PCIe-FRM22 특징 PCI Express x Interface 28Mbyte DDR SDRAM (64MB x 2) 525p, 625p component progressive scan formats 지원 720p, 080i, 080p component HD formats 지원 Digitizes RGB graphics from VGA to UXGA rates (up to 600x200 at 60Hz) Support HDMI.3, DVI.0 High-bandwidth digital content protection (HDCP.3) 다양한 High quality multi-format video mode 지원 사용환경 Windows 2000 SP4 이상, Windows XP SP 이상, Windows 7 간편한 Windows Application Programming Interface(DLL).2 PCIe-FRM22 응용 영상인식 (Pattern, 입자등 ) 검사장비 (Sensor, Semiconductor, Device 등 ) 감시보안 Solution Medical Image Capture BLU-RAY Game Console -4-

5 2. 하드웨어참조 PCIe-FRM22의경우전체적인제어를 FPGA Core Logic에서담당을하고있다. 주기능으로 RGB, HDMI (High-Definition Multimedia Interface), DVI (Digital Visual Interface) signal를수신하여 PC로넘겨준다이러한기능들은 PCI Express x 인터페이스를통하여 PC에서 API를이용하여수행한다. PCI BUS PCI Target / Master PCIe-FRM22 INTERNAL BLOCK - FPGA Local Bus Address Data(Mem,I/O) DDR (0x00 0x3F) Local BUS BUS Mux Reserved (0x40 0xAF) MEM Decoder IO Decoder To each IO Module Interrupt controller DPRAM CLOCK syn. Interrupt Controller (0xb0) DVI (0xC0) DIO (0xD0) Reserved (0xE0 0xFF) Ext. Address, Data, Control From Ext. INT sources in Chip MEM Decoder [ 그림 2-. PCIe-FRM22 기능블록도 ] FPGA 코어로직의프로그램은 JTAG 을이용하여하고있으며, FPGA Program Logic 에서 logic 프로그램을저장하고, 전원인가시로드하는기능을한다

6 2. PCIe-FRM22 사양 General PCI Express Specification Revision.0 PCI Express x interface PCI Target and Master operation Support HDMI.3, DVI.0 High-bandwidth digital content protection (HDCP.3) 다양한 High quality multi-format video mode 지원 Memory 28MByte (64Mbyte DDR2 x 2) Interface RGB, HDMI, DVI interface operation 기능 이미지프레임데이터 PC 로전송 525p, 625p component progressive scan formats 지원 720p, 080i, 080p component HD formats 지원 Operating System Windows 2000 SP4 이상 / Windows XP SP 이상 API Interface with Application through client DLL Form Factor PCI Express x interface Dimension W x L : 52 mm x 06mm Operating Environment Temperature : 0 to 50 Humidity : 0 to 90% RHNC -6-

7 2.2 PCIe-FRM22 외형도 각각의중요한보드기능에대하여간략히설명한다. 자세한기능에대한내용은 부품사양을참조하기바랍니다. [ 그림 2-2. PCIe-FRM22 외형도 ] 보드에는일곱개의 LED가있으며각각의설명은다음과같다. LED : 프레임데이터전송중일경우에점등이된다.( 프레임데이터요청시 ) LED2 : 프레임데이터전송중일경우에점등이된다.( 프레임데이터승인시 ) LED3 : DDR 메모리가준비되면점등된다. LED4 : 프레임데이터전송중일경우에점등이된다. ( 프레임데이터전송시 ) LED5 : 보드를 Wake-Up 시킬경우에점등이된다. LED6 : 보드를 Reset 시킬경우에점등이된다. LED7 : 보드가 Configuration이끝나고동작준비가완료되면점등이된다

8 2.2. 기능 () FPGA : U7 보드의모든기능은이 FPGA Logic 을통하여제어된다. (2) Video Receiver : U3 RGB, HDMI, DVI Data 를수신하여, FPGA 로전송한다. (3) Regulator : U2, U5 보드에서사용하는전원을공급한다. (4) PCI Express Chipset : U6 PCI Express Bridge 이다. (5) DDR SDRAM : U4, U0 64Mbyte x 2 SDRAM 을갖고 Video 데이터를저장한다

9 2.3 커넥터 Pin-out PCIe-FRM22에서사용하는커넥터및점퍼에대하여설명을한다. 주요커넥터로는먼저 HDMI 연결을위한 HDMI 커넥터 CON과 DVI연결을위한 DVI 커넥터 CON2와 RGB 연결을위한 DSUB5Pin-Dip 커넥터인 P이있다. [ 그림 2-3] 은보드와외부의인터페이스를하는 Bracket 그리고, 연결커넥터를보여주고있다. 52 P J J2 U4 U0 ON SW LED LED2 LED3 LED4 U2 PCIe-FRM22 Rev.B U7 U U C C C 5 C2 CON CON2 U3 Y Y2 U5 U6 U9 U8 U2 U3 J3 J4 J6 C 4 J5 [ 그림 2-3. PCIe-FRM22 Outline] -9-

10 2.3. RGB (DSUB-5) 커넥터 DSUB-5 PIN DIP 커넥터는 RGB 신호커넥터이며핀맵은아래그림과같다. DDC_CLK VS_IN HS_IN DDC_DATA N.C GND 5V_HDMI GND GND GND GND N.C GR_B GR_G GR_R [ 그림 2-4. D-SUB 5PIN pin-out] [ 표. D-Sub 5 커넥터 P 설명 ] 핀번호 핀이름 내용설명 비고 GR_R Red Signal 2 GR_G Green Signal 3 GR_B Blue Signal 4 N.C No Connected 5 GND Ground 6 GND Ground 7 GND Ground 8 GND Ground 9 5V_HDMI +5V DC 0 GND Ground N.C No Connected 2 DDC_DATA I2C Data 3 HS_IN Horizontal Sync 4 VS_IN Vertical Sync 5 DDC_CLK I2C Clock -0-

11 2.3.2 HDMI 커넥터 HDMI 커넥터는 HDMI 신호커넥터이며핀맵은아래그림과같다. [ 그림 2-5. HDMI pin-out] [ 표 2. HDMI 커넥터 CON 설명 ] 핀번호 핀이름 내용설명 비고 H_RX2+ TMDS Data2+ 2 GND Green Signal 3 H_RX2- TMDS Data2-4 H_RX+ TMDS Data+ 5 GND Ground 6 H_RX- TMDS Data- 7 H_RX0+ TMDS Data0+ 8 GND Ground 9 H_RX0- TMDS Data0-0 H_RXC+ TMDS Clock+ GND No Connected 2 H_RXC- TMDS Clock- 3 HDMI_CEC CEC 4 N.C No Connected 5 DDC_CLK I2C Clock 6 DDC_DATA I2C Data 7 GND Ground 8 5V_HDMI +5V DC 9 5V_HDMI +5V DC --

12 2.3.3 DVI 커넥터아래의 [ 그림 2-6] 은보드의 CON2 커넥터의핀맵을나타낸다. 모든핀의사양은 DVI 표준에근거하여입 / 출력이이루어지므로자세한내용은 DVI 표준문서를참조하기바람 C3 C4 C 5 C C2 [ 그림 2-6. PCIe-FRM22 CON2 Connector Pin-out] [ 표 3. DVI 커넥터 CON2 설명 ] Pin # Signal Pin # Signal TMDS Data2-6 +5V Power 2 TMDS Data2+ 7 TMDS Data0-3 Ground 8 TMDS Data0+ 4 No Connected 9 Ground 5 No Connected 20 No Connected 6 I2C Clock 2 No Connected 7 I2C Data 22 Ground 8 No Connected 23 TMDS Clock+ 9 TMDS Data- 24 TMDS Clock- 0 TMDS Data+ Ground C Analog Red 2 No Connected C2 Analog Green 3 No Connected C3 Analog Blue 4 +5V Power C4 Analog H sync 5 Ground C5 Analog Ground -2-

13 2.3.4 J 커넥터 (Option) PCIe-FRM22 보드에는포토-커플러로절연된 4개의디지털입력그리고, 4개의디지털출력을 J 6Pin Male Header 커넥터를통하여사용할수있다. 회로는아래와같다. 3.3V DIN[3..0] 2.4K BIN[3..0] DIN_COM < Photo coupler input> 3.3V DOUT[3..0] 22 DOUT_COM BOUT[3..0] <Photo coupler output> [ 그림 2-7. 포토 - 커플러입 / 출력회로 ] 입력의경우 2.4K 오옴의저항을사용하여 2V 입력일경우약 5mA, 24V 입력일경우약 0mA가흐르게된다. 사용가능입력전압은 9V 에서 24V 이내이다. 출력은 22 오옴저항을사용하여최대출력전류를제한한다. 출력전류는 0mA 이내에서사용하여야한다. 특별한상황에서는상기설명에따라서동작시키기위하여 R값을조정하여사용한다. 커넥터의핀맵은아래그림과같다

14 J GND 5 6 N.C N.C 3 4 J2 2V DIN_COM 2 N.C DIN2 9 0 DIN3 DIN0 7 8 DIN DOUT_COM 5 6 N.C DOUT2 3 4 DOUT3 DOUT0 2 DOUT [ 그림 PIN 커넥터 pin-out] [ 표 4. J 6Pin Male Header 커넥터설명 ] 핀번호 핀이름 내용설명 비고 DOUT0 Output 0 2 DOUT Output 3 DOUT2 Output 2 4 DOUT3 Output 3 5 DOUT_COM Output Common 6 N.C No Connected 7 DIN0 Input 0 8 DIN Input 9 DIN2 Input 2 0 DIN3 Input 3 DIN_COM Input Common 2 N.C No Connected 3 N.C No Connected 4 2V 2V 5 GND Ground 6 N.C No Connected -4-

15 2.3.5 J4 커넥터 J4 는 JTAG(Joint Test Action Group) 커넥터로보드의 FPGA 프로그램을업데이 트시키는데사용한다. 평상시보드를동작할때에는사용하지않는다 J5 커넥터 3.3V 외부 DC 전원커넥터이다. FPGA 인스톨시사용되는전원으로평소에는 사용하지않는다 SW PCIe-FRM22 보드는한개의시스템 (PC) 에최대 4개의 PCIe-FRM22 보드를동시에사용할수있도록설계가되어있다. 각각의보드구분은보드내에있는 4 핀 DIP 스위치 (SW) 를통하여설정할수있다. SW2 ON OFF 2 [ 그림 2-9. SW2 스위치 ] [ 표 5. SW2 설명 ] 2 내용설명 OFF OFF 보드번호 0 ON OFF 보드번호 OFF ON 보드번호 2 ON ON 보드번호

16 3. 설치 보드설치에앞서포장내용물이이상이없는가를확인한다. 3. 하드웨어설치 3.. 제품내용물 PCIe-FRM22 보드 2 CD ( 드라이버 / 매뉴얼 /API/ 샘플소스등등 ) 구성 - Document Folder : Manual and Catalog - Driver Folder : pcie_frm22.sys pcie-frm22.inf - Readme Folder : ADV744A_I2C setting 방법 - Sample Folder : Sample Application and DLL - TestApp Folder : FrmTest.exe 샘플실행파일 3..2 설치과정 컴퓨터의전원을끈다. 2 컴퓨터매뉴얼에따라컴퓨터커버를벗긴다. 3 빈 PCI Express 슬롯에제품을삽입한다. 되도록이면 CPU에가까운순서대로보드를삽입한다. 4 보드가삽입된슬롯의컴퓨터케이스뒷부분의막혀져있는부분을제거한후보드의브라켓과케이스의연결부분에나사를꽉채결한다. 5 멀티보드인경우 3번부터다시수행한다

17 3.2 드라이버설치보드의사용환경은 Windows 2000 SP4 이상, Windows XP SP 이상에서사용되어야한다. 먼저, PC의전원을 off 후 PCIe-FRM22 보드를 PCI Express Slot에꽂고 PC의전원을켠다. 아래와같이 새하드웨어검색마법사시작 창이열리면, 아래와같이선택후다음버튼을클릭한다.. 아래와같이선택후다음버튼을클릭 -7-

18 2. 동봉된 CD 에서 Driver 를선택후다음버튼을클릭한다. 3. 다음버튼을클릭한다. 아래와같이설치프로세서가진행됨을나타낸다

19 4. 다음버튼을클릭한다. 5. 설치가완료되면, 정상적으로드라이버가설치되었는지다음과같은방법으로확 인한다. 6. 내컴퓨터 -> 속성 -> 하드웨어 -> 장치관리자에서 DAQSystem -> PCIe- FRM22 이 ( 가 ) 설치가되었는가를확인한다

20 7. 아래의그림과같이나타나게되면, 설치가정상적으로이루어진것이다. 상기그림은 PCIe-FRM22 보드가 PC 에정상적으로설치된화면을보이고있다. 최초설치후에는정상적인동작을위하여반드시 PC 를재부팅하여사용하여야한다

21 4. 샘플프로그램설명 보드와함께제공하는 CDROM의 TestApp 폴더에는보드를쉽게사용할수있도록사용샘플프로그램 FrmTest 를제공하고있다. FrmTest.exe 는 Frame Data를 6진수값으로디스플레이해줘메모리나하드디스크에저장해개발자들에게필요한프레임데이터를활용할수있게되어있고, 프레임데이터를사용자가이해하기쉽게영상으로화면을보여주는실행파일이다. 샘플프로그램을시험하기위하여는먼저보드의드라이버가설치되어있어야한다. 샘플프로그램은보드를사용하기위하여제공되는 API를간략하게시험할수있도록소스형태로제공하므로사용자가수정하여사용할수가있다. 4-. FrmTest 프로그램 [ 그림 4-] 샘플프로그램 FrmTest.exe 실행화면 위의샘플프로그램을이용하기위하여는 API (Application Programming Interface) 가필요하다. API 는 DLL 형태로제공이되며, 컴파일을하기위하여는임포트 -2-

22 (Import) 라이브러리및헤더파일이필요하다. 상기에명시된모든파일은제공하는 CDROM에포함되어있다. 샘플프로그램을정상적으로실행하기위하여는 API DLL (PCI_FRM22.DLL) 이실행파일의폴더에있거나, Windows 의시스템폴더혹은 Path 환경변수로지정된폴더에있어야한다. 각메뉴바의설명은다음과같다. 여기에서설명하지않는메뉴바는사용하지않는기능이다. () Resolution button 원하는 resolution (640x480, 800x600, 024x768, 280x720, 280x024, 600x200, 920x080, 920x200, 2048xx536, 2560x2048, 600x200RGB, 920x200RGB) 을선택할수있다. ** 재설정시 Device Init 다시실행해야한다. (2) View Resolution 현재창의해상도 (resolution) 이다. (800 x 600 으로세팅되어있음 ) (3) Get Frame Size button 버튼클릭시 Input Select 해상도에따른프레임사이즈이다. RGB 의경우아날로그의특성으로입력모드와일치하지않을수도있다. (4) Device 0 button Board number selection (Device 0 ~ Device3) 으로총 4 개의보드를선택할수 있다. (5) Device Init button 이미지프레임기능을초기화한다. 최초전원인가시한번만수행한다. (6) Start button 카메라에서전송된이미지프레임을보드에저장을시작한다. (7) FRAME Read 보드에저장된이미지프레임을 PC 로읽어온다. 만약, 이미지프레임이보드에 저장이되어있지않으면저장이완료될때까지기다려야한다. ( 그림 5-. 참조 ) (8) Save Data 보드에저장된이미지프레임을 PC 에 binary 형태로저장한다

23 (9) Close Device 보드사용이완료되고프로그램을종료할경우에호출한다. (0) Video Data Bits button 입력되는비디오데이터비트를 8Bit, 6Bit YUV, 24Bit BGR 로선택한다. () Frame View button 클릭시한화면씩보여준다. (2) Auto View click 체크시동영상으로보여준다. (3) I2C Init button 아래 Input Select 에서지정된비디오모드를저장할때사용한다

24 (4) Input Select Video Input Mode를선택한다. 적용가능 resolution은 HDMI, DVI와 RGB (600x400, 800x600, 024x720, 024x768, 280x720, 280x768, 280x960, 280x024, 400x050, 600x200, 920x200) 이다. SW_Reset은 software reset으로 Resolution이정상작동이되지않을경우실행한다. (5) Auto Save button 체크시밑의박스의 BMP 또는 JPEG 포맷으로초당 30 프레임씩해제될때 까지파일로저장한다. ( 현재는 JPEG 만지원 ) (6) Select Folder button 저장할폴더를선택한다. 기본적으로 D:\Image 폴더로세팅되어있다

25 Appendix A. 일반사양 Specification General PCI Express Specification Revision.0 PCI Express x interface PCI Target and Master operation 28MByte DDR SDRAM Interface RGB/DVI/HDMI Interface DVI.0 RGB Graphics from VGA to UXGA rates (up to 600x200 at 60Hz) Functions HDMI.3 이미지프레임데이터 PC 로전송 MAX 920x200 resolution Software Supported OS API Sample Software Windows 2000 SP4 이상 / Windows XP SP 이상 Interface with Application through client DLL Test Sample software for evaluation

26 A.2 외형치수 보드의외형치수는아래와같다 A. 외형치수도

27 References. PCI Local Bus Specification Revision2. 2. How to install PCI DAQ Board 3. AN20 How to build application using API 4. AN32 PCIe-FRM22 API Programming -- PCI Special Interest Group -- DAQ system -- DAQ system -- DAQ system