PCIe-FRM6_B User s Manual Windows, Windows000, 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 005 DAQ system, All rights reserved. -- http://www.daqsystem.com
-- 목차 --. Introduction. PCIe-FRM6_B 기능. FPGA Block Diagram. DVI (Digital Visual Interface) 3. PCIe-FRM6_B 보드설명 4. 설치 3. PCIe-FRM6 외형도 3. PCIe-FRM6 기능 3.3 커넥터 Pin-out 4. 하드웨어설치 4.. 제품내용물 4.. 설치 4. 소프트웨어드라이버설치 5. 샘플프로그램설명 Appendix Reference 5. FrmTest 프로그램 5. FrmView 프로그램 A. 일반사양 A. 외형치수 -- http://www.daqsystem.com
. Introduction PCIe-FRM6_B는 DVI (Digital Visual Interface) signal을받아 PCI Express 4x 인터페이스방식으로 PC에전송하는보드이다. 640x480, 800x600, 04x768, 90x080, 90x00 등다양한해상도가지원된다. 한채널당최대 90x00까지지원되며동시에 개의 DVI 신호를처리할수있다. 보드의동작은프로그램 API 에의하여제어되며, 아래의그림은보드의연동동작을그림으로나 타내고있다. [ 그림 -. PCIe-FRM6_B 보드사용예 ] -3- http://www.daqsystem.com
[PCIe-FRM6_B 의주요특징 ] Dual DVI 데이터수신 PCI Express 4x Interface (GEN) Compatible with PCI Express x4, x8, x6 slots FULL HD080p at fps 사용환경 Windows 000 SP4 이상, Windows XP SP 이상간편한 Windows Application Programming Interface(DLL) [Application] 영상인식 (Pattern, 입자등 ) 검사장비 (Sensor, Semiconductor, Device 등 ) 감시보안 Solution Medical Image Capture BLU-RAY Game Console -4- http://www.daqsystem.com
. PCIe-FRM6_B 기능. FPGA Block Diagram PCIe-FRM6_B 의경우전체적인제어를 FPGA Core Logic 에서담당을하고있다. 주기능으로 개의 DVI Data 를수신하여 PC 로넘겨준다 이러한기능들은 PCI Express 4x 인터페이스를통하여 PC 에서 API 를이용하여수행한다. PCI BUS PCIe-FRM6_B INTERNAL BLOCK - FPGA PCI Target / Master 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 -. PCIe-FRM6_B 기능블록도 ] FPGA 코어로직의프로그램은 JTAG 을이용하여하고있으며, FPGA Program Logic 에서 logic 프로그램을저장하고, 전원인가시로드하는기능을한다. -5- http://www.daqsystem.com
. DVI (Digital Visual Interface) DVI (Digital Visual Interface) 는 DVI-D (Digital Only) 와 DVI-A (Analog Only), DVI-I (Integrated Digital & Analog) 방식으로나뉜다. PCIe-FRM6 보드는 DVI-I 타입의 DVI를지원해기존의아날로그타입의방식들과호환이되어, DVI-I to RGB(D-DSUB) 젠더를사용하여 RGB 커넥터와연결해사용할수있다. 또한, 같은형식의디지털영상데이터를사용하는 HDMI (High Definition Multimedia Interface) 와도 DVI to HDMI 젠더를사용하여같이사용할수있다. [ 그림 -. 참조 ] 다만, 일부 HDMI 모니터는 HDCP (High-bandwidth Digital Control Protection) 고대역디지털컨텐츠보호라는저작권보호용암호화규격을준수하지않는기기에서출력한영상은표시되지않을수있다. [ 그림 -. DVI to RGB & DVI to HDMI 젠더 ] -6- http://www.daqsystem.com
DVI의데이터형식은패널링크 (Panel Link) 직렬신호선을기본으로한다. DVI는 [ 그림 -3] 과같이변화최소화차분신호 (TMDS : Transition Minimized Differential Signaling) 인디지털전송프로토콜를사용한다. TMDS는 TMDS Transmitter와 TMDS Receiver로구성돼그래픽카드쪽에는 Transmitter가장착되고모니터쪽에는 Receiver가장착되어그래픽카드에서모니터로디지털데이터를전송한다. DVI는 Digital Channel 0 ~ 와 Clock 라인을사용하는싱글 DVI와 Digital Channel 3 ~ 5까지의신호선모두를사용하는듀얼 DVI로나누어진다. 싱글 DVI인경우 WUXGA(90 x 00 @60Hz) 까지지원하고대역폭은 3.7Gbits/s이다. 듀얼 DVI인경우는 WQXGA(560 x 600 @60Hz) 까지지원하고대역폭은 7.4Gbits/s니다. DVI의장점은 LVDS (Low Voltage Differential Signaling) 보다먼거리전송이가능하고더높은대역의신호를전송할수있다. 싱글 DVI 링크는 60Hz 에서최대해상도는.6M 화소이다. 싱글링크최대점을 65MHz 로고정되어이것보다느린모든디스플레이는싱글링크모드를사용하고, 이것보다빠르 면듀얼링크모드로전환된다. T.M.D.S Links Data Channel 0 Data Channel Graphic Controllers Pixel Data Control T.M.D.S Transmitter Data Channel Clock Data Channel 3 T.M.D.S Receiver Pixel Data Control Display Controllers Data Channel 4 Data Channel 5 [ 그림 -3. T.M.D.S Logical Links] -7- http://www.daqsystem.com
PCIe-FRM6_B는 [ 그림 -4] 와같이싱글 DVI를지원한다. PCIe-FRM6_B 보드는 DVI-I 타입의 DVI를지원해기존의아날로그타입의방식들과호환이되어, RGB (D-DSUB) to DVI 또는 HDMI to DVI 젠더와이들케이블를사용하여 RGB/HDMI 커넥터와연결해사용할수있다. [DVI 커넥터와신호선은 4.3.를참조 ] T.M.D.S Links Data Channel 0 Graphic Controllers Or Cameras Pixel Data Control T.M.D.S Transmitter Data Channel Data Channel Clock T.M.D.S Receiver Pixel Data Control Display Controllers Or PCs PCIe-FRM4 [ 그림 -4. PCIe-FRM4 T.M.D.S] Control 신호선은 LVAL (Line Valid), FVAL (Frame Valid), DVAL (Data Valid) 와 clock 으로구 성돼전송할려는이미지의유효한가로, 세로해상도와데이터임을클럭에맞게전송한다. 모니터와같은 TMDS Receiver와그래픽카드같은 TMDS Transmitter는소스장치의출력과디스플레이간의데이터통신을위한 EDID (Extended Display Identification Data) 규격을갖고있다. 즉, 모니터와같은디스플레이측으로부터프레임그레버와같은호스트쪽으로디스플레이정보를전달하는것이다. 디스플레이의 EDID는관련제조사와제품식별블록, 디스플레이매개체, 색상특징, 안정된타이밍과같은정보를 8 바이트 (EDID.0은 56byte) 데이터구조로정의되었다. EDID 전송방법은일반적으로 IC를사용한다. -8- http://www.daqsystem.com
3. PCIe-FRM6_B 보드설명 각각의중요한보드기능에대하여간략히설명한다. 자세한기능에대한내용은부품사양을참 조하기바랍니다. 3. PCIe-FRM6_B 외형도 [ 그림 3-. PCIe-FRM6_B 외형도 ] 보드에는총 6 개의 LED 가있다. -9- http://www.daqsystem.com
3. PCIe-FRM6_B 기능 () FPGA : U7 보드의모든기능은이 FPGA Logic 을통하여제어된다. () DVI Receiver : U3, U9 DVI Data 를수신하여, FPGA 로전송한다. (3) Power Regulator : U, U8 보드에서사용하는전원을공급한다. (4) J3 보드선택스위치이다. 0 ~ 3 까지 4 개의보드를구별한다. -0- http://www.daqsystem.com
-- http://www.daqsystem.com 3.3 커넥터 Pin-out PCIe-FRM6_B 에서사용하는커넥터및점퍼에대하여설명을한다. 주요커넥터로는먼저 DVI 연결을위한 DVI 커넥터 CON 과 CON 커넥터가있다. [ 그림 3-] 는보드와외부의인터페이스를하는 Bracket 그리고, 연결커넥터를보여주고있다 3 4 5 6 7 8 9 0 3 4 5 6 7 8 9 0 3 4 C C C 5 C 3 C 4 3 4 5 6 7 8 9 0 3 4 5 6 7 8 9 0 3 4 C C C 5 C 3 C 4 [ 그림 3-. PCIe-FRM6_B Front View]
[DVI 커넥터 ] 아래의 [ 그림 3-3] 은보드의 CON, CON 커넥터의핀맵을나타낸다. 모든핀의사양은 DVI 표준에근거하여입 / 출력이이루어지므로자세한내용은 DVI 표준문서를참조하기바람. 7 8 9 0 9 0 3 4 3 4 5 6 3 4 5 6 7 8 C3 C4 C 5 C C [ 그림 3-3. PCIe-FRM6_B CON Connector Pin-out] [ 표. CON, CON 커넥터설명 ] Pin # Signal Pin # Signal TMDS Data- 6 Hot Plug Detect TMDS Data+ 7 TMDS Data0-3 TMDS Data/4 Shield- 8 TMDS Data0+ 4 TMDS Data4-9 TMDS Data0/5 Shield 5 TMDS Data4+ 0 TMDS Data5-6 DDC Clock TMDS Data5+ 7 DDC Data TMDS Clock Shield 8 Analog V sync 3 TMDS Clock+ 9 TMDS Data- 4 TMDS Clock- 0 TMDS Data+ TMDS Data/3 Shield C Analog Red TMDS Data3- C Analog Green 3 TMDS Data3+ C3 Analog Blue 4 +5V Power C4 Analog H sync 5 GND C5 Analog Ground -- http://www.daqsystem.com
4. 설치 보드설치에앞서포장내용물이이상이없는가를확인한다. 4. 하드웨어설치 4.. 제품내용물 PCIe-FRM6_B 보드 CD ( 드라이버 / 매뉴얼 /API/ 샘플소스등등 ) 구성 - Document Folder : Manual and Catalog - Driver Folder : pcie_frm6.sys pcie-frm4.inf - Readme Folder - Sample Folder : Sample Application and DLL - TestApp Folder : Frame6View.exe, FrameView.exe, FrmTest.exe 샘플실행파일 4.. 설치 컴퓨터의전원을끈다. 컴퓨터매뉴얼에따라컴퓨터커버를벗긴다. 3 빈 PCI Express 슬롯에제품을삽입한다. 되도록이면 CPU에가까운순서대로보드를삽입한다. 4 보드가삽입된슬롯의컴퓨터케이스뒷부분의막혀져있는부분을제거한후보드의브라켓과케이스의연결부분에나사를꽉채결한다. 5 멀티보드인경우 3번부터다시수행한다. -3- http://www.daqsystem.com
4. 소프트웨어드라이버설치 보드의사용환경은 Windows 000 SP4 이상, Windows XP SP 이상에서사용되어야한다. 먼저 PC의전원을 off 후 PCIe-FRM6 보드를 PCI Express Slot에꽂고 PC의전원을켠다. 아래와같이 새하드웨어검색마법사시작 창이열리면, 아래와같이선택후다음버튼을클릭한다.. 아래와같이선택후다음버튼을클릭 -4- http://www.daqsystem.com
. 동봉된 CD 에서 Driver 를선택후다음버튼을클릭한다. 3. 설치중간에 Windows XP 호환성확인 에대한문의가나오지만계속버튼을클릭한다. -5- http://www.daqsystem.com
4. 아래와같이설치프로세서가진행됨을나타낸다. 5. 새하드웨어검색마법사완료 창이나타나면마침버튼을클릭한다. -6- http://www.daqsystem.com
6. PCIe-FRM6_B 는 DVI 두개의장치가있어서위의내용이두번진행된다. 7. 설치가완료되면, 정상적으로드라이버가설치되었는지다음과같은방법으로확인한다. -7- http://www.daqsystem.com
8. 내컴퓨터 -> 속성 -> 하드웨어 -> 장치관리자에서아래와같이표시되는지확인한다. DAQSystem -> PCIe-FRM6 이 ( 가 ) 설치가되었는가를확인한다. 아래의그림과같이나타나게되면, 설치가정상적으로이루어진것이다. 상기그림은 PCIe-FRM6_B 보드가 PC 에정상적으로설치된화면을보이고있다. ( 붉은색원안을확인, 반드시두개의 PCIe-FRM6 이나타나야한다.) 최초설치후에는정상적인동작을위하여반드시 PC 를재부팅하여사용하여야한다. -8- http://www.daqsystem.com
5. 샘플프로그램설명 보드와함께제공하는 CDROM의 TestApp 폴더에는보드를쉽게사용할수있도록사용샘플프로그램 FrmTest 와 FrameView 를제공하고있다. 먼저, 각실행파일중하나인 FrmTest.exe 는 Frame Data를 6진수값으로디스플레이해줘메모리나하드디스크에저장해개발자들에게필요한프레임데이터를활용할수있게되어있으며, FrameView.exe 는프레임데이터를사용자가이해하기쉽게영상으로화면을보여주는실행파일이다. 샘플프로그램을시험하기위하여는먼저보드의드라이버가설치되어있어야한다. 샘플프로그램은보드를사용하기위하여제공되는 API를간략하게시험할수있도록소스형태로제공하므로사용자가수정하여사용할수가있다. 5- FrmTest 프로그램 [ 그림 5-] 샘플프로그램 FrmTest.exe 실행화면 위의샘플프로그램을이용하기위하여는 API(Application Programming Interface) 가필요하 다. API 는 DLL 형태로제공이되며, 컴파일을하기위하여는임포트 (Import) 라이브러리및헤 -9- http://www.daqsystem.com
더파일이필요하다. 상기에명시된모든파일은제공하는 CDROM에포함되어있다. 샘플프로그램을정상적으로실행하기위하여는 API DLL(PCI_FRM6.DLL) 이실행파일의폴더에있거나, Windows 의시스템폴더혹은 Path 환경변수로지정된폴더에있어야한다. () Resolution( 해상도 ) Selection 입력해상도에맞추어선택한다. 사용자가설정할수있는 resolution은 640 x 480, 800 x 600, 04 x 768, 80 x 70, 80x04, 600 x 00, 90 x 080, 90 x 00, 048 x536( 현재지원안됨 ), 560 x 048( 현재지원안됨 ) 이다. () Device Init button 이미지프레임기능을초기화한다. 최초전원인가시한번만수행한다. (3) Start button 이미지프레임저장을시작한다. (4) FRAME Read button 보드에저장된이미지프레임을 PC 로읽어온다. 만약, 이미지프레임이보드에저장이 되어있지않으면저장이완료될때까지기다려야한다. (5) Save Data button PC 로읽어온프레임이미지데이터를파일 (*.bin) 로저장할때사용한다. (6) Video Frame Mode Interlace, Progressive 선택 ( 사용하지않음 ) (7) Video Data Bits 8bit, 6bit YUV, 4bit BGR 선택 (8) Frame View button 클릭시한화면씩보여준다. (9) Auto View click 체크시동영상으로보여준다. (0) Frame Rate 동영상의 frame/sec 을보여준다. -0- http://www.daqsystem.com
() Auto Save button 체크시밑의박스의 BMP 또는 JPEG 포맷으로초당 30 프레임씩해제될때까지 파일로저장한다. () Select Folder button 저장할폴더를선택한다. 기본적으로 D:\Image 폴더로세팅되어있다. 5. FrameView 프로그램 3 5 4 6 7 9 8 0 [ 그림 5-] 샘플프로그램 FrameView.exe 실행화면 위의샘플프로그램을이용하기위하여는 API(Application Programming Interface) 가필요하다. API는 DLL 형태로제공이되며, 컴파일을하기위하여는임포트 (Import) 라이브러리및헤더파일이필요하다. 상기에명시된모든파일은제공하는 CDROM에포함되어있다. 샘플프로그램을정상적으로 -- http://www.daqsystem.com
실행하기위하여는 API DLL(PCI_FRM6.DLL) 이실행파일의폴더에있거나, Windows의시스템폴더혹은 Path 환경변수로지정된폴더에있어야한다. [ 그림 5-] 는 PCIe-FRM6를다른시스템의그래픽카드의 DVI 커넥터에접속하여모니터에보여지는영상을 FrameView.exe 를실행시켜캡쳐한화면이다. 각메뉴바의설명은다음과같다. () Select resolution Display resolution 입력해상도에맞추어선택 Reverse --- Reverse On/Off ( 사용하지않음 ) () Save --- D:\frame.dat 에저장된다 ( 고정되어있음 ). (3) Stop --- 저장을멈춘다. (4) Change Device --- 디바이스가여러개붙어있는경우원하는디바이스를선택한다. -- http://www.daqsystem.com
(5) View Fullscreen --- 화면전체에영상을보여준다. (6) RENDER --- 화면을연속으로보여준다. (7) Device Load ---.dll 파일을새로불러올때사용한다. (8) Board # selection --- DVI 입력번호선택 (0 : 하단 DVI, : 상단 DVI) (9) Device Start --- 선택한보드의장치를시작한다. (0) Device Stop --- 선택한보드의장치를종료한다. () Data Mode --- 현재화면 ( 프레임 ) 을 8, 6, 4 비트중하나로설정한다. () Exit --- 프로그램을종료한다. -3- http://www.daqsystem.com
Appendix A. 일반사양 Specification General PCI Express Specification Revision.0 PCI Express 4x interface (GEN) PCI Target and Master operation Dual DVI interface specification Interface Two 4 bit DVI interface operation Functions Software 4 비트 DVI 이미지프레임획득 이미지프레임데이터 PC 로전송 MAX 90x00 resolution Supported OS API Sample Software Windows 000 SP4 이상 / Windows XP SP 이상 Interface with Application through client DLL Test Sample software for evaluation -4- http://www.daqsystem.com
A. 외형치수 보드의외형치수는아래와같다. 5 06 A. 외형치수도 -5- http://www.daqsystem.com
References. PCI Local Bus Specification Revision.. How to install PCI DAQ Board 3. AN0 How to build application using API 4. AN3 PCIe-FRM6 API Programming -- PCI Special Interest Group -- DAQ system -- DAQ system -- DAQ system -6- http://www.daqsystem.com