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Digital-RGB to HDMI converter using Raspberry Pi and EZ-USB FX2LP

Raspberry Pi デジタルRGBモニタ without X11

Raspberry PiとEZ-USB FX2LPを使用したデジタルRGB-HDMIコンバータです。X-Windowではなく、コンソール画面に全画面表示します。

必要なハードウェア

• Raspberry Pi 4/3/Zero (速度の問題で、Zeroだと少しノイズが出ます)
• EZ-USB FX2LP (AmazonやAliExpressで売っている青いボードでOKです。ただし、RDY0とRDY1のシルクが入れ替わっているものが多数見受けられます。詳しくは、後述します。)
• デジタルRGBの各信号を EZ-USB FX2LP に接続するケーブル

EZ-USBのピンアサイン

PB0 --- デジタルRGBのB  
PB1 --- デジタルRGBのG  
PB2 --- デジタルRGBのR  
RB3 --- デジタルRGBのH-SYnc  
RB4 --- デジタルRGBのV-SYnc  
GND --- デジタルRGBのGND  
IFCLK --- デジタルRGBのColorClock(ピクセルクロック)  

RDY0/SLRD    --- VCC  
RDY1/SLWR    --- GND  
PA2/SLOE     --- VCC  
PA4/FIFOADR0 --- GND  
PA5/FIFOADR1 --- VCC  

コンパイルのしかた

$ sudo apt install libusb-1.0-0-dev
$ git clone https://github.com/MinatsuT/RPi_DigitalRGB_Monitor.git
$ cd RPi_DigitalRGB_Monitor
$ make

実行のしかた

1. Raspberry Pi をCLI（コンソール画面）で起動します。X-Windowを使用している場合は、Alt+Ctrl+F2 でコンソール画面に切り替えられます。その場合、Alt+Ctrl+F1でX-Windowsに戻れます。
2. Raspberry Pi、EZ-USB FX2LP、デジタルRGBを出力するPCを接続します。
3. EZ-USB FX2LPとデジタルRGBを出力するPCの電源を入れます。
4. Raspberry PiがEZ-USB FX2LPを認識すると、デフォルトで usbtest ドライバ（カーネルモジュール）が読み込まれるので、これを外します。

$ sudo rmmod usbtest

5. スーパーユーザで、digital_rgb_display を実行します。
   注：デジタルRGBにつながったPCの電源は、プログラム起動前にONにしておいてください。これは、デジタルRGBのColorClock信号が、EZ-USB FX2LP動作用のクロックソースになっているためです。

$ sudo ./digital_rgb_display 

楽に実行する方法

usbtestドライバはEZ-USB FX2LPを接続するたびに読み込まれるため、面倒です。そこで、以下の手順で、usbtest ドライバから自動的にEZ-USB FX2LPを切り離すことができます。

1. 以下の内容を、/etc/udev/rules.d/z70-usbfx2.rules に保存します。

# USBFX2 development board udev rules which do the following:
# * allow access for users in group "plugdev"
# * unbind the FX2 peripheral from usbtest driver
# 10-2010 by Vesa Solonen. Tested on plain CY7C68013A on Ubuntu 10.04.
# Device properties can be found via dmesg (driver and device number) and udevadm info:
# udevadm info -a -p /sys/bus/usb/drivers/usbtest/1-3\:1.0
# Reference: http://www.reactivated.net/writing_udev_rules.html
SUBSYSTEM=="usb", ACTION=="add", ATTR{idVendor}=="04b4", ATTR{idProduct}=="8613", GROUP="plugdev", MODE="0660"
SUBSYSTEM=="usb", ACTION=="add", ATTRS{idVendor}=="04b4", ATTRS{idProduct}=="8613", DRIVER=="usbtest", RUN+="/bin/sh -c 'echo -n %k> %S%p/driver/unbind'"

2. udevルールを再読み込みします。

$ sudo udevadm control --reload-rules

さらに、自身のアカウントを plugdev に追加しておくと、スーパーユーザでなくても実行できるようになります。

$ sudo usermod -aG plugdev ログイン名

EZ-USB FX2LPボードの注意！

よく出回っている、EZ-USB FX2LPの青いボードには、RDY0とRDY1のシルクが逆に印刷されているものが多数あります。シルクが読める方向からボードを見た場合、正しい配置は、
「左側（チップから遠いほう）がRDY0」で、「右側（チップに近いほう）がRDY1」
です。