PicoHDMI — RP2350向けハードウェアTMDS対応HDMI出力ライブラリ

Library
PicoHDMI — RP2350向けハードウェアTMDS対応HDMI出力ライブラリ

PicoHDMI — RP2350向けハードウェアTMDS対応HDMI出力ライブラリ

RP2350（Raspberry Pi Pico 2）上でHDMI出力を実現する軽量ライブラリ。RP2350の専用HSTX（High-Speed Transmit）ペリフェラルによるハードウェアTMDSエンコーディングを活用し、ビットバンギングやオーバークロックを不要にしてほぼゼロCPU負荷での映像出力を可能にする。映像に加えてオーディオの送出もサポートし、アプリケーション側と切り離した高性能な映像／音声パイプラインを提供する。

https://github.com/fliperama86/pico_hdmi

概要

pico_hdmiは、RP2350（Raspberry Pi Pico 2）上でネイティブなHDMI出力を行うためのライブラリです。特徴はRP2350のHSTX（High-Speed Transmit）ハードウェアを直接利用してTMDS符号化を行う点で、CPUでのビット操作（ビットバンギング）やクロックの過剰設定を必要とせず、ほぼゼロのCPU負荷で安定した映像出力が可能になります。映像パイプラインはアプリケーションロジックから分離する設計で、オーディオ送出にも対応しているため、組み込み機器やFPGAとの連携、簡易ディスプレイ出力用途に適しています。

GitHub

リポジトリの統計情報

  • スター数: 3
  • フォーク数: 1
  • ウォッチャー数: 3
  • コミット数: 2
  • ファイル数: 8
  • メインの言語: C

主な特徴

  • RP2350のHSTXハードウェアを利用したハードウェアTMDSエンコーディング
  • 低CPU負荷（ビットバンギング／オーバークロック不要）での映像出力
  • 映像とオーディオの統合パイプラインを提供
  • アプリケーションから分離された設計で再利用性が高い

技術的なポイント

pico_hdmiの最大の技術的ポイントは、RP2350に搭載されたHSTXペリフェラルを直接活用してTMDS（Transition Minimized Differential Signaling）変換と高速シリアル伝送をハードウェア側で処理する点にあります。これにより、従来のGPIOでのソフトウェア駆動（ビットバンギング）によるTMDS実装と比べてCPU負荷を劇的に低減できます。READMEによればライブラリは「HSTX-native」と銘打たれており、ビデオ／オーディオのパイプラインがアプリケーションロジックと疎結合になるよう設計されています。

具体的には、映像フレームのバッファ管理やタイミング（水平同期／垂直同期）の生成、ピクセルデータの転送をHSTXに委ねることを想定したAPI設計が行われていると推測されます。ハードウェアTMDSエンコーディングにより、符号化・シリアライズ処理はペリフェラルで完結し、ソフトウェア側はフレーム供給やフォーマット変換、タイミング制御などの上位処理に専念できます。オーディオについてもTMDSストリームへの埋め込みや専用チャネルでの転送をサポートしており、映像と音声を同一インターフェースで扱える点が利点です。

また、ライブラリがC言語で実装されている点は組み込み向けの軽量性と移植性に寄与します。CMakeLists.txtが含まれているため、CMakeによるビルド管理が可能で、既存のPico SDKプロジェクトへの組み込みが容易に想定されます。REUSABILITY.mdの存在から、モジュールの再利用やライセンス面での配慮、設計指針が用意されていることが伺え、実プロジェクトに組み込む際のガイドラインが提供されている可能性があります。

こうした設計は、ローエンドなマイコン環境での高解像度出力や、映像出力を追加したプロトタイプ開発、学術的なディスプレイ実験などに適しており、CPU資源を映像以外の処理に回したいユースケースで特に有用です。

プロジェクトの構成

主要なファイルとディレクトリ：

  • .gitignore: file
  • CMakeLists.txt: file
  • LICENSE: file
  • README.md: file
  • REUSABILITY.md: file

…他 3 ファイル

まとめ

RP2350のHSTXを活かした低負荷HDMI出力を手軽に実現するライブラリ。

リポジトリ情報：

READMEの抜粋：

PicoHDMI

An HSTX-native HDMI output library for the RP2350 (Raspberry Pi Pico 2).

PicoHDMI leverages the RP2350’s dedicated HSTX (High-Speed Transmit) peripheral with hardware TMDS encoding. No bit-banging, no overclocking required: just near-zero CPU overhead for video output.

Overview

pico_hdmi provides a high-performance video and audio output pipeline using the RP2350’s HSTX hardware. It is designed to be decoupled from specific application logic, focusing strictly on the gene…