deepseek v4.1 flashでDVI出力

　まずは，DVI出力（画面は一色）されるところまで作ります．

User

Gowin FPGAのデザインを作ります．
使うボードはTang Nano 9K（Sipeed）です．
システムクロックとしてボード上の水晶の27MHzを使います．

HDMIコネクタからDVI信号を出してください．
画面は1024×768@30 でオレンジ一色を表示してください．
GowinのIPを使う場合は，パラメータを指示してください．人間がIPを生成します

deepseek

Gowin FPGA設計、承ります。ピン配置などの正確な情報を確認してから、ファイル一式を作成します。まず調査します。

Pin情報が確認できました。次に、HDMIシリアライザとPLLの実際の構成を確認します。

　　＜＜中略＞＞

プロジェクトが揃いました。最後に、IP生成パラメータを明記したREADMEを作成します。

　　＜＜中略＞＞

シミュレーションで動作検証します。

Gowin FPGA（Tang Nano 9K）向けのDVI出力デザインを作成し、シミュレーションで検証しました。

作成したファイル

README.md                        セットアップ手順（IPパラメータを明記）
TangNano9K_DVI.gprj              Gowin EDA プロジェクト
src/
  top.v                          トップ（クロック生成＋ビデオタイミング＋出力）
  dvi_tmds_encoder.v             TMDS 8b/10b エンコーダ（純RTL、シミュレーション可）
  tangnano9k.cst                 ピン制約（HDMI は LVCMOS18D）
  tangnano9k.sdc                 タイミング制約（27MHz）
  gowin_rpll/gowin_rpll.v        rPLL IP（27 → 162 MHz）
  gowin_clkdiv/gowin_clkdiv.v    CLKDIV IP（162 → 32.4 MHz）
sim/
  tb_top.v, gowin_macro_sim.v    テストベンチとプリミティブモデル

方式

HDMIコネクタからDVI信号として出力します（TMDSのみ、音声/CEC/HDCPなし）。Sipeed公式HDMI例と同じトポロジで、OSER10（10:1シリアライザ）＋ELVDS_OBUF（擬似差動バッファ）を使用しています。

  • クロック：27 MHz水晶（pin 52）→ rPLL ×6 = 162 MHz → CLKDIV ÷5 = 32.4 MHz（ピクセル）
    • 162 MHzをそのままOSER10の5倍クロックに使うため、rPLLは1個だけで済みます
  • 解像度：1024×768、ポーチ/同期幅は標準VESA DMTと同一 → 29.91 Hz（≈30 Hz）
  • 表示色：24'hFFA500（オレンジ一色）

人間が生成するIPのパラメータ ★

rPLL（Tools > IP Core Generator > Hard Module > CLOCK > rPLL）

パラメータ値
FCLKIN27
IDIV_SEL1
FBDIV_SEL5
ODIV_SEL4
fCLKOUT=27×5+11+1=162MHzf_{CLKOUT}=27\times\frac{5+1}{1+1}=162\text{MHz}

fVCO=162×4=648,MHzf_{VCO}=162\times4=648,\text{MHz}

CLKDIV

パラメータ値
DIV_MODE"5" ← ÷5です（÷10ではない）
GSRENfalse

ピン割り当て（重要な注意）

信号ピンIO規格
clk52LVCMOS33
resetn4LVCMOS18
tmds_d_p[0..2]71/70, 73/72, 75/74LVCMOS18D
tmds_clk_p69/68LVCMOS18D

　Tang Nano 9Kでは，バンクの関係でLVCMOS18を選択できないので，全てLVCMOS33に設定し直します．

　色はオレンジになりませんでしたが，DVI出力できたので，次に画面に「DSF」と表示するように改造を指令します．

User

画面に大きな文字で「DSF」と描画してください

deepseek

「DSF」を大きな文字で描画する機能を追加します。現状のファイルを確認してから実装します。

実装します。12×16のビットマップフォント（D/S/F）をスケールアップして描画する方式にします。

まず文字ROMモジュールを作成します。

完了しました。

実装内容

画面に**白い大きな「DSF」**を、オレンジ背景の中央に描画します。

ファイル役割
dsf_char_rom.v「D」「S」「F」の 12×16 ビットマップフォント（新規）
dsf_overlay.v背景＋文字を合成するピクセル生成器（新規）
top.vオーバーレイを組み込み、RGB を TMDS エンコーダへ出力

仕組み

ドットマトリクスフォントを整数倍に拡大する方式なので、拡大しても輪郭がぼやけません。

  • TEXT_SCALE = 24 → 1文字が 288×384 px、文字全体で 960×384 px（中央配置）
  • 座標は純粋な組み合わせ論理で算出（除算のみ）し、追加のメモリは不要

シミュレーションで描画パターンを検証

テストベンチが実際のピクセル出力をサンプリングし、ASCIIアートとして出力します（text_art.txt）：

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変更したファイル

  • dsf_char_rom.v（新規）
  • dsf_overlay.v（新規）
  • top.v — オーバーレイ組み込み
  • TangNano9K_DVI.gprj — 新規2ファイルを追加
  • tb_top.v — 文字描画の検証を追加
  • README.md — 文字描画の説明とパラメータを追記

　追加されたファイルを取り込んで，実行すると画面にDSFと表示されました．

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