FPGA高端项目:FPGA基于GS2971+GS2972架构的SDI视频收发+图像缩放,提供3套工程源码和技术支持

目录

  • 1、前言
    • 免责声明
  • 2、相关方案推荐
    • 本博已有的 SDI 编解码方案
    • 本方案的SDI接收+发送
    • 本方案的SDI接收+纯verilog图像缩放+纯verilog多路视频拼接应用
    • 本方案的SDI接收+HLS图像缩放+HLS多路视频拼接应用
    • 本方案的SDI接收+OSD动态字符叠加输出应用
    • 本方案的SDI接收+HLS多路视频融合叠加应用
    • 本方案的SDI接收+GTX 8b/10b编解码SFP光口传输
    • FPGA的SDI视频编解码项目培训
  • 3、详细设计方案
    • 设计原理框图
    • 视频源选择
    • 动态彩条
    • SDI 相机
    • GS2971+GS2972架构
    • BT1120转RGB
    • 纯verilog图像缩放模块详解
    • 纯verilog图像缩放模块使用
    • HLS图像缩放详解
    • 图像缓存
    • RGB转BT1120
    • SDI转HDMI盒子
    • 源码架构
  • 4、工程源码4详解-->SDI收发+纯verilog图像缩放+FDMA缓存PL端DDR3
  • 5、工程源码5详解-->SDI收发+纯verilog图像缩放+FDMA缓存PS端DDR3
  • 6、工程源码6详解-->SDI收发+HLS图像缩放+VDMA缓存PS端DDR3
  • 7、工程移植说明
    • vivado版本不一致处理
    • FPGA型号不一致处理
    • 其他注意事项
  • 8、上板调试验证
    • 准备工作
    • 输出视频演示
  • 9、福利:工程代码的获取

FPGA高端项目:FPGA基于GS2971+GS2972架构的SDI视频收发+图像缩放,提供3套工程源码和技术支持

1、前言

目前FPGA实现SDI视频编解码有两种方案:一是使用专用编解码芯片,比如典型的接收器GS2971,发送器GS2972,优点是简单,比如GS2971接收器直接将SDI解码为并行的YCrCb422,GS2972发送器直接将并行的YCrCb422编码为SDI视频,缺点是成本较高,可以百度一下GS2971和GS2972的价格;另一种方案是使用FPGA逻辑资源部实现SDI编解码,利用Xilinx系列FPGA的GTP/GTX资源实现解串,利用Xilinx系列FPGA的SMPTE SDI资源实现SDI编解码,优点是合理利用了FPGA资源,GTP/GTX资源不用白不用,缺点是操作难度大一些,对FPGA开发者的技术水平要求较高。有意思的是,这两种方案在本博这里都有对应的解决方案,包括硬件的FPGA开发板、工程源码等等。

本设计基于Xilinx的Zynq7100-xc7z100ffg900-2中端FPGA开发板使用GS2971+GS2972的SDI视频接收发送+图像缩放,视频源有两种,分别对应开发者手里有没有SDI相机的情况,一种是使用HD-SDI相机,也可以使用SD-SDI或者3G-SDI相机,因为本设计是三种SDI视频自适应的;如果你的手里没有SDI相机或者没有SDI相机输入接口,则可使用FPGA内部生成的动态彩条模拟SDI相机视频;视频源的选择通过代码顶层的define宏定义进行选择,默认使用SDI相机作为视频源;同轴的SDI视频通过同轴线连接到GS2971转接板,GS2971解码芯片将同轴的串行的SDI视频解码为并行的BT1120格式视频,至此,SDI视频解码操作已经完成,可以进行常规的图像处理操作了;本设计的目的是做图像缩放后再经过GS2972后输出,需要进行BT1120视频转RGB+图像缩放+图像缓存+RGB转BT1120视频操作;本设计使用BT1120转RGB模块实现视频格式转换;图像缩放采用两种方案,方案1使用本博常用的纯verilog代码实现的图像缩放架构实现SDI的图像缩放操作,将原始的1920x1080分辨率的SDI视频缩小为960x540,当然,读者也可以缩放为其他分辨率;方案2使用本博常用的HLS实现的图像缩放架构实现SDI的图像缩放操作,将原始的1920x1080分辨率的SDI视频缩小为960x540,当然,读者也可以缩放为其他分辨率;图像缓存也使用两种架构,一种是FDMA架构,该架构简单灵活,输入接口为VGA视频时序,即用VS、DE、RGB数据,另一种是VDMA架构,该架构是Xilinx官方力推的架构,输入接口为AXI4-Stream;另外,FDMA架构的视频既可以缓存到PL端DDR,也可以缓存到PS端DDR,针对不同的项目需求;图像从DDR3读出后,进入纯verilog代码实现RGB转BT1120视频模块实现视频格式转换;最后BT1120视频经过GS2972编码芯片被编码为同轴的串行的SDI视频输出,并经过SDI转HDMI盒子输出到显示器;本博客提供3套工程源码,具体如下:
在这里插入图片描述
现对上述三套工程源码做如下解释,方便读者理解:
工程源码4:
输入视频为HD-SDI相机或动态彩条,输入分辨率为1920x1080@30Hz,经过GS2971解码+BT1120转RGB+FDMA图像缓存+RGB转BT1120模块+GS2972编码后,以3G-SDI接口方式输出,图像缩放方案采用纯verilog代码实现,由1920x1080缩小为960x540;此工程的FDMA图像缓存架构将视频缓存到PL端DDR3,适应于纯FPGA项目,比如可用于Xilinx的Artix7、Kintex7、Virtex7等FPGA;

工程源码5:
输入视频为HD-SDI相机或动态彩条,输入分辨率为1920x1080@30Hz,经过GS2971解码+BT1120转RGB+FDMA图像缓存+RGB转BT1120模块+GS2972编码后,以3G-SDI接口方式输出,图像缩放方案采用纯verilog代码实现,由1920x1080缩小为960x540;此工程的FDMA图像缓存架构将视频缓存到PS端DDR3,适应于Zynq系列FPGA项目,比如可用于Xilinx的Zynq7000系列、Zynq7000、Zynq UltraScale等FPGA;

工程源码6:
输入视频为HD-SDI相机或动态彩条,输入分辨率为1920x1080@30Hz,经过GS2971解码+BT1120转RGB+VDMA图像缓存+RGB转BT1120模块+GS2972编码后,以3G-SDI接口方式输出,图像缩放方案采用HLS图像缩放,由1920x1080缩小为960x540;此工程的VDMA图像缓存架构将视频缓存到PS端DDR3,即可用于纯FPGA项目,比如可用于Xilinx的Artix7、Kintex7、Virtex7等FPGA,配合MicroBlaze;也可用于Zynq系列FPGA项目,比如可用于Xilinx的Zynq7000系列、Zynq7000、Zynq UltraScale等FPGA;

本文详细描述了Xilinx的Zynq7100-xc7z100ffg900-2 FPGA基于GS2971+GS2972架构的SDI视频接收发送+图像缩放,工程代码编译通过后上板调试验证,可直接项目移植,适用于在校学生做毕业设计、研究生项目开发,也适用于在职工程师做项目开发,可应用于医疗、军工等行业的数字成像和图像传输领域;
提供完整的、跑通的工程源码和技术支持;
工程源码和技术支持的获取方式放在了文章末尾,请耐心看到最后;

免责声明

本工程及其源码即有自己写的一部分,也有网络公开渠道获取的一部分(包括CSDN、Xilinx官网、Altera官网等等),若大佬们觉得有所冒犯,请私信批评教育;基于此,本工程及其源码仅限于读者或粉丝个人学习和研究,禁止用于商业用途,若由于读者或粉丝自身原因用于商业用途所导致的法律问题,与本博客及博主无关,请谨慎使用。。。

2、相关方案推荐

本博已有的 SDI 编解码方案

我的博客主页开设有SDI视频专栏,里面全是FPGA编解码SDI的工程源码及博客介绍;既有基于GS2971/GS2972的SDI编解码,也有基于GTP/GTX资源的SDI编解码;既有HD-SDI、3G-SDI,也有6G-SDI、12G-SDI等;专栏地址链接:点击直接前往

本方案的SDI接收+发送

本方案采用GS2971接收SDI视频,然后进行图像缓存操作(图像缓存方案包括FDMA方案和VDMA方案,缓存介质包括PL端DDR3、PS端DDR3),最后用GS2971发送SDI视频,最终以3G-SDI输出;提供3套工程源码,3套工程源码详情请参考“1、前言”中的截图,上述所有工程源码均已上板调试通过,详细设计说明等待本博更新对用的博客。。。

本方案的SDI接收+纯verilog图像缩放+纯verilog多路视频拼接应用

本方案采用GS2971接收SDI视频,然后进行图像缩放操作(图像缩放方案为纯verilog图像缩放),再进行多路视频拼接(包括2路、4路、8路、16路视频拼接,拼接方案为纯verilogFDMA方案,视频拼接和图像缓存为一个整体,缓存介质包括PL端DDR3、PS端DDR3),最后用GS2972编码器发送SDI视频,最终以3G-SDI输出;提供8套工程源码,8套工程源码详情请参考“1、前言”中的截图,上述所有工程源码均已上板调试通过,详细设计说明等待本博更新对用的博客。。。

本方案的SDI接收+HLS图像缩放+HLS多路视频拼接应用

本方案采用GS2971接收SDI视频,然后进行图像缩放操作(图像缩放方案为HLS图像缩放),再进行多路视频拼接(拼接方案为Xilinx官方的Video Mixer方案,包括2路、4路、8路、16路视频拼接),再进行图像缓存操作(图像缓存方案为VDMA方案,缓存介质包括PS端DDR3),最后用GS2972编码器发送SDI视频,最终以3G-SDI输出;提供4套工程源码,4套工程源码详情请参考“1、前言”中的截图,上述所有工程源码均已上板调试通过,详细设计说明等待本博更新对用的博客。。。

本方案的SDI接收+OSD动态字符叠加输出应用

本方案采用GS2971接收SDI视频,然后进行动态字符叠加(方案为HLS动态字符叠加),再进行图像缓存操作(图像缓存方案为VDMA方案,缓存介质包括PS端DDR3),最后用GS2972编码器发送SDI视频,最终以3G-SDI输出;提供1套工程源码,工程源码详情请参考“1、前言”中的截图,上述所有工程源码均已上板调试通过,详细设计说明等待本博更新对用的博客。。。

本方案的SDI接收+HLS多路视频融合叠加应用

本方案采用GS2971接收SDI视频,然后进行多路视频融合叠加(方案为HLS多路视频融合叠加),再进行图像缓存操作(图像缓存方案为VDMA方案,缓存介质包括PS端DDR3),最后用GS2972编码器发送SDI视频,最终以3G-SDI输出;提供1套工程源码,工程源码详情请参考“1、前言”中的截图,上述所有工程源码均已上板调试通过,详细设计说明等待本博更新对用的博客。。。

本方案的SDI接收+GTX 8b/10b编解码SFP光口传输

本方案采用GS2971接收SDI视频,然后进行8b/10b编解码作(8b/10b编解码方案为GTX高速接口方案,线速率为5G),再通过板载的SFP光口实现数据回环,再进行图像缓存操作(图像缓存方案为FDMA方案,缓存介质包括PL端DDR3、PS端DDR3),最后用GS2972编码器发送SDI视频,最终以3G-SDI输出;提供2套工程源码,2套工程源码详情请参考“1、前言”中的截图,详细设计方案请参考我专门的博客,上述所有工程源码均已上板调试通过,详细设计说明等待本博更新对用的博客。。。

FPGA的SDI视频编解码项目培训

基于目前市面上FPGA的SDI视频编解码项目培训较少的特点,本博专门开设了FPGA的SDI视频编解码高级项目培训班,专门培训SDI视频的编解码,具体培训计划细节如下:
1、我发你上述全套工程源码和对应的工程设计文档网盘链接,你保存下载,作为培训的核心资料;
2、你根据自己的实际情况安装好对应的开发环境,然后对着设计文档进行浅层次的学习;
3、遇到不懂的随时问我,包括代码、职业规划、就业咨询、人生规划、战略规划等等;
4、每周末进行一次腾讯会议,我会检查你的学习情况和面对面沟通交流;
5、你可以移植代码到你自己的FPGA开发板上跑,如果你没有板子,你根据你自己的需求修改代码后,编译工程,把bit发我,我帮你下载到我的板子上验证;或者你可以买我的开发板;

3、详细设计方案

设计原理框图

工程源码4、5的设计原理框图如下,该设计采用纯verilog代码缩放方案+FDMA图像缓存方案:
在这里插入图片描述
工程源码6的设计原理框图如下,该设计采用HLS图像缩放方案+VDMA图像缓存方案:
在这里插入图片描述

视频源选择

视频源有两种,分别对应开发者手里有没有SDI相机的情况,一种是使用HD-SDI相机,也可以使用SD-SDI或者3G-SDI相机,因为本设计是三种SDI视频自适应的;如果你的手里没有SDI相机或者没有SDI相机输入接口,则可使用FPGA内部生成的动态彩条模拟SDI相机视频;视频源的选择通过代码顶层的define宏定义进行选择,默认使用SDI相机作为视频源;如下:
在这里插入图片描述
选择逻辑代码部分如下:
在这里插入图片描述
选择逻辑如下:
当(注释) define COLOR_TEST时,输入源视频是SDI相机;
当(不注释) define COLOR_TEST时,输入源视频是动态彩条;

动态彩条

如果你的手里没有SDI相机或者没有SDI相机输入接口,则可使用FPGA内部生成的动态彩条模拟SDI相机视频;视频源的选择通过代码顶层的define宏定义进行,动态彩条可配置为不同分辨率的视频,视频的边框宽度,动态移动方块的大小,移动速度等都可以参数化配置,我这里配置为辨率1920x1080,动态彩条模块代码位置和顶层接口和例化如下:
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述
动态彩条模块的例化请参考工程源码的顶层代码;

SDI 相机

我用到的是SDI相机为HD-SDI相机,输出分辨率为1920x1080@30Hz,本工程对SDI相机的选择要求范围很宽,可以是SD-SDI、HD-SDI、3G-SDI,因为很设计对这三种SDI视频是自动识别并自适应的;如果你的手里没有SDI相机,也可以去某宝买HDMI转SDI盒子,一百多块钱就可以搞定,使用笔记本电脑模拟视频源,用HDMI线连接HDMI转SDI盒子,输出SDI视频做事视频源,可以模拟SDI相机;

GS2971+GS2972架构

本设计采用GS2971解码芯片接收SDI+GS2972芯片编码发送SDI,GS2971和GS2972不需要软件配置,硬件电阻上下拉即可完成配置,本设计配置为输出/输入BT1120格式视频,当然,你在设计电路时也可以配置为输出CEA861格式视频;GS2971+GS2972硬件架构如下,提供PDF格式原理图:
在这里插入图片描述

BT1120转RGB

BT1120转RGB模块的作用是将SMPTE SD/HD/3G SDI IP核解码输出的BT1120视频转换为RGB888视频,它由BT1120转CEA861模块、YUV422转YUV444模块、YUV444转RGB888三个模块组成,该方案参考了Xilinx官方的设计;BT1120转RGB模块代码架构如下:
在这里插入图片描述

纯verilog图像缩放模块详解

图像缩放模块功能框图如下,由跨时钟FIFO、插值+RAM阵列构成,跨时钟FIFO的目的是解决跨时钟域的问题,比如从低分辨率视频放大到高分辨率视频时,像素时钟必然需要变大,这是就需要异步FIFO了,插值算法和RAM阵列具体负责图像缩放算法层面的实现;
在这里插入图片描述
插值算法和RAM阵列以ram和fifo为核心进行数据缓存和插值实现,设计架构如下:
在这里插入图片描述
图像缩放模块代码架构如下:模块的例化请参考工程源码的顶层代码;
在这里插入图片描述
图像缩放模块FIFO的选择可以调用工程对应的vivado工具自带的FIFO IP核,也可以使用纯verilog实现的FIFO,可通过接口参数选择,图像缩放模块顶层接口如下:

module helai_video_scale #(
	//---------------------------Parameters----------------------------------------
	parameter FIFO_TYPE          =	"xilinx",		// "xilinx" for xilinx-fifo ; "verilog" for verilog-fifo
	parameter DATA_WIDTH         =	8       ,		//Width of input/output data
	parameter CHANNELS           =	1       ,		//Number of channels of DATA_WIDTH, for color images
	parameter INPUT_X_RES_WIDTH  =	11      		//Widths of input/output resolution control signals	
)(
	input                            i_reset_n         ,    // 输入--低电平复位信号
	input  [INPUT_X_RES_WIDTH-1:0]   i_src_video_width ,	// 输入视频--即缩放前视频的宽度
	input  [INPUT_X_RES_WIDTH-1:0]   i_src_video_height,	// 输入视频--即缩放前视频的高度
	input  [INPUT_X_RES_WIDTH-1:0]   i_des_video_width ,	// 输出视频--即缩后前视频的宽度
	input  [INPUT_X_RES_WIDTH-1:0]   i_des_video_height,	// 输出视频--即缩后前视频的高度
	input                            i_src_video_pclk  ,	// 输入视频--即缩前视频的像素时钟
	input                            i_src_video_vs    ,	// 输入视频--即缩前视频的场同步信号,必须为高电平有效
	input                            i_src_video_de    ,	// 输入视频--即缩前视频的数据有效信号,必须为高电平有效
	input  [DATA_WIDTH*CHANNELS-1:0] i_src_video_pixel ,	// 输入视频--即缩前视频的像素数据
	input                            i_des_video_pclk  ,	// 输出视频--即缩后视频的像素时钟,一般为写入DDR缓存的时钟
	output                           o_des_video_vs    ,	// 输出视频--即缩后视频的场同步信号,高电平有效
	output                           o_des_video_de    ,	// 输出视频--即缩后视频的数据有效信号,高电平有效
	output [DATA_WIDTH*CHANNELS-1:0] o_des_video_pixel 		// 输出视频--即缩后视频的像素数据
);

FIFO_TYPE选择原则如下:
1:总体原则,选择"xilinx"好处大于选择"verilog";
2:当你的FPGA逻辑资源不足时,请选"xilinx";
3:当你图像缩放的视频分辨率较大时,请选"xilinx";
4:当你的FPGA没有FIFO IP或者FIFO IP快用完了,请选"verilog";
5:当你向自学一下异步FIFO时,,请选"verilog";
6:不同FPGA型号对应的工程FIFO_TYPE参数不一样,但选择原则一样,具体参考代码;

2种插值算法的整合与选择
本设计将常用的双线性插值和邻域插值算法融合为一个代码中,通过输入参数选择某一种算法;
具体选择参数如下:

input  wire i_scaler_type //0-->bilinear;1-->neighbor

通过输入i_scaler_type 的值即可选择;

输入0选择双线性插值算法;
输入1选择邻域插值算法;

代码里的配置如下:
在这里插入图片描述

纯verilog图像缩放模块使用

图像缩放模块使用非常简单,顶层代码里设置了四个参数,举例如下:
在这里插入图片描述
上图视频通过图像缩放模块但不进行缩放操作,旨在掌握图像缩放模块的用法;如果需要将图像放大到1080P,则修改为如下:
在这里插入图片描述
当然,需要修改的不仅仅这一个地方,FDMA的配置也需要相应修改,详情请参考代码,但我想要证明的是,图像缩放模块使用非常简单,你都不需要知道它内部具体怎么实现的,上手就能用;

HLS图像缩放详解

工程源码6图像缩放采用HLS方案C++代码实现,并综合成RTL后封装为IP,可在vivado中调用该IP,关于这个方案详情,请参考我之前的博客,博客链接如下:
点击直接前往
该IP在vivado中的综合资源占用情况如下:
在这里插入图片描述
HLS图像缩放需要在SDK中运行驱动和用户程序才能正常工作,我在工程中给出了C语言程序,具体参考工程源码;

图像缓存

工程4、5采用FDMA图像缓存方案,FDMA架构使用本博常用的图像缓存架构,它实现图像3帧缓存,缓存介质为板载的DDR3;FDMA图像缓存架构由FDMA、FDMA控制器、缓存帧选择器构成、Xilinx MIG IP核(PL端)、Zynq软核(PS端)构成;图像缓存使用Xilinx vivado的Block Design设计,以工程源码4为例如下图:
在这里插入图片描述
关于FDMA更详细的介绍,请参考我之前的博客,博文链接如下:
点击直接前往

工程6采用VDMA图像缓存方案,VDMA架构使用Xilinx官方力推的VDMA图像缓存架构实现图像3帧缓存,缓存介质为板载的PS端DDR3;VDMA图像缓存架构由Video In to AXI4-Stream、VDMA、Zynq软核、Video Timing Controller、AXI4-Stream To Video Out构成;图像缓存使用Xilinx vivado的Block Design设计,如下图:
在这里插入图片描述

RGB转BT1120

在SDI输出方式下需要使用该模块;RGB转BT1200模块的作用是将用户侧的RGB视频转换为BT1200视频输出给SMPTE SD/HD/3G SDI IP核;RGB转BT1120模块由RGB888转YUV444模块、YUV444转YUV422模块、SDI视频编码模块、数据嵌入模块组成,该方案参考了Xilinx官方的设计;BT1120转RGB模块代码架构如下:
在这里插入图片描述

SDI转HDMI盒子

在SDI输出方式下需要使用到SDI转HDMI盒子,因为我手里的显示器没有SDI接口,只有HDMI接口,为了显示SDI视频,只能这么做,当然,如果你的显示器有SDI接口,则可直接连接显示,我的SDI转HDMI盒子在某宝购买,不到100块;我用的截图如下:
在这里插入图片描述

源码架构

工程源码4使用纯verilog实现的图像缩放方案,使用FDMA图像缓存架构,缓存PL端DDR3;工程源码5也使用纯verilog实现的图像缩放方案,使用FDMA图像缓存架构,缓存PS端DDR3;工程源码6使用HLS实现的图像缩放方案,使用VDMA图像缓存架构,缓存PS端DDR3,3套工程源码的Block Design见前面的“图像缓存”章节,3套工程源码的源码架构具有相似性,这里就不一个个截图了,仅以工程源码4为例截图如下,另外两套与之类似;
在这里插入图片描述
工程5使用了自定义的FDMA方案,虽然不需要SDK配置,但FDMA的AXI4接口时钟由Zynq提供,所以需要运行SDK程序才能启动Zynq,从而为PL端逻辑提供时钟;由于不需要SDK配置,所以SDK软件代码就变得极度简单,只需运行一个“Hello World”即可,如下:
在这里插入图片描述
工程6使用了Xilinx官方的HLS图像缩放+VDMA方案,HLS图像缩放和VDMA需要配置才能使用,运行SDK才能启动Zynq软核,SDK需运行HLS图像缩放VDMA的驱动,软件代码架构如下:
在这里插入图片描述

4、工程源码4详解–>SDI收发+纯verilog图像缩放+FDMA缓存PL端DDR3

开发板FPGA型号:Xilinx–Zynq7100–xc7z100ffg900-2;
开发环境:Vivado2019.1;
输入:HD-SDI相机,分辨率1920x1080@30Hz;
输出:3G-SDI ,分辨率1920x1080@60Hz;
SDI接收方案:GS2971解码芯片;
SDI发送方案:GS2972编码芯片;
缩放方案:纯verilog图像缩放方案;
输入输出缩放:输入1920x1080–>输出960x540;
图像缓存方案:FDMA方案;
图像缓存路径:PL端DDR3;
工程作用:此工程目的是让读者掌握FPGA基于GS2971+GS2972架构的SDI视频收发+图像缩放的设计能力,以便能够移植和设计自己的项目;
工程Block Design和工程代码架构请参考第3章节“工程1–>源码架构“小节内容;
工程的资源消耗和功耗如下:
在这里插入图片描述

5、工程源码5详解–>SDI收发+纯verilog图像缩放+FDMA缓存PS端DDR3

开发板FPGA型号:Xilinx–Kintex7–xc7k325tffg676-2;
开发环境:Vivado2019.1;
输入:HD-SDI相机,分辨率1920x1080@30Hz;
输出:3G-SDI ,分辨率1920x1080@60Hz;
SDI接收方案:GS2971解码芯片;
SDI发送方案:GS2972编码芯片;
缩放方案:纯verilog图像缩放方案;
缩放方案:纯verilog图像缩放方案;
输入输出缩放:输入1920x1080–>输出960x540;
图像缓存方案:FDMA方案;
图像缓存路径:PS端DDR3;
工程作用:此工程目的是让读者掌握FPGA实现基于GS2971+GS2972架构的SDI视频收发+图像缩放的设计能力,以便能够移植和设计自己的项目;
工程Block Design和工程代码架构请参考第3章节“工程2–>源码架构“小节内容;
工程的资源消耗和功耗如下:
在这里插入图片描述

6、工程源码6详解–>SDI收发+HLS图像缩放+VDMA缓存PS端DDR3

开发板FPGA型号:Xilinx–Kintex7–xc7k325tffg676-2;
开发环境:Vivado2019.1;
输入:HD-SDI相机,分辨率1920x1080@30Hz;
输出:3G-SDI ,分辨率1920x1080@60Hz;
SDI接收方案:GS2971解码芯片;
SDI发送方案:GS2972编码芯片;
缩放方案:HLS图像缩放方案;
输入输出缩放:输入1920x1080–>输出960x540;
图像缓存方案:VDMA方案;
图像缓存路径:PS端DDR3;
工程作用:此工程目的是让读者掌握FPGA实现基于GS2971+GS2972架构的SDI视频收发+图像缩放的设计能力,以便能够移植和设计自己的项目;
工程Block Design和工程代码架构请参考第3章节“工程3 -->源码架构“小节内容;
工程的资源消耗和功耗如下:
在这里插入图片描述

7、工程移植说明

vivado版本不一致处理

1:如果你的vivado版本与本工程vivado版本一致,则直接打开工程;
2:如果你的vivado版本低于本工程vivado版本,则需要打开工程后,点击文件–>另存为;但此方法并不保险,最保险的方法是将你的vivado版本升级到本工程vivado的版本或者更高版本;
在这里插入图片描述
3:如果你的vivado版本高于本工程vivado版本,解决如下:
在这里插入图片描述
打开工程后会发现IP都被锁住了,如下:
在这里插入图片描述
此时需要升级IP,操作如下:
在这里插入图片描述
在这里插入图片描述

FPGA型号不一致处理

如果你的FPGA型号与我的不一致,则需要更改FPGA型号,操作如下:
在这里插入图片描述
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更改FPGA型号后还需要升级IP,升级IP的方法前面已经讲述了;

其他注意事项

1:由于每个板子的DDR不一定完全一样,所以MIG IP需要根据你自己的原理图进行配置,甚至可以直接删掉我这里原工程的MIG并重新添加IP,重新配置;
2:根据你自己的原理图修改引脚约束,在xdc文件中修改即可;
3:纯FPGA移植到Zynq需要在工程中添加zynq软核;

8、上板调试验证

准备工作

需要准备的器材如下:
FPGA开发板;
SDI摄像头,没有摄像头则选择动态彩条;
SDI转HDMI盒子;
HDMI显示器;
我的开发板了连接如下:
在这里插入图片描述
图中居左者为GS2971接收芯片,对应的金色同轴线连接SDI相机;居右者为GS2972发送芯片,对应的黑色同轴线连接SDI转HDMI盒子;SDI转HDMI盒子再连接显示器;

输出视频演示

以工程4为例,输出如下,工程5、6输出效果与之一样:

GS2971接收+图像缩放+GS2972发送

9、福利:工程代码的获取

福利:工程代码的获取
代码太大,无法邮箱发送,以某度网盘链接方式发送,
资料获取方式:私,或者文章末尾的V名片。
网盘资料如下:
在这里插入图片描述

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SQL-2

• What have we achieved so far using SELECT ? — Retrieve data from all the rows and columns (whole table) — Retrieve data from all the rows and select columns — Retrieve data from select rows and columns • Sometimes we want to re-format the output fr…

​扩散模型(Diffusion Model)详解:直观理解、数学原理、PyTorch 实现​

在过去的大半年里,以Stable Diffusion为代表的AI绘画是世界上最为火热的AI方向之一。或许大家会有疑问,Stable Diffusion里的这个"Diffusion"是什么意思?其实,扩散模型(Diffusion Model)正是Stable Diffusion中负责生成…

【Preprocessing数据预处理】之Scaler

在机器学习中,特征缩放是训练模型前数据预处理阶段的一个关键步骤。不同的缩放器被用来规范化或标准化特征。这里简要概述了您提到的几种缩放器: StandardScaler StandardScaler 通过去除均值并缩放至单位方差来标准化特征。这种缩放器假设特征分布是正…

让生活更加精致的APP?

晚上好,今天博主来介绍几款帮助你条理生活的APP,让你的生活更加精致,充满仪式感。 一.格志日记 一款以“格子”的方式记录日记的APP,非常简单明了,用户可以依据自己的喜好,来自由定义或者删除格…

Qt/C++音视频开发69-保存监控pcm音频数据到mp4文件/监控录像/录像存储和回放/264/265/aac/pcm等

一、前言 用ffmpeg做音视频保存到mp4文件,都会遇到一个问题,尤其是在视频监控行业,就是监控摄像头设置的音频是PCM/G711A/G711U,解码后对应的格式是pcm_s16be/pcm_alaw/pcm_mulaw,将这个原始的音频流保存到mp4文件是会…

关于电脑无法开启5G频段热点的解决方案

tips:本文是本着解决校园网开热点后限速的问题的目的,具体情况具体对待。 1.找到设备管理器 右键该选项 2.在新弹出窗口选择首选频带 3.选择首选5GHz频带 确定之后重新连接wifi,重新开启热点,大功告成。 后记:在使用2.4ghz开热点…

细粒度IP定位参文2(Corr-SLG):A street-level IP geolocation method (2021年)

[2]S. Ding, F. Zhao, and X. Luo, “A street-level IP geolocation method based on delay-distance correlation and multilayered common routers,” Secur. Commun. Netw., vol. 2021, no. 1, pp. 1–10, 2021. 智能设备的地理位置可以帮助提供多媒体内容提供商和5G网络中…

基于YOLOv8/YOLOv7/YOLOv6/YOLOv5的行人跌倒检测系统(深度学习+UI界面+完整训练数据集)

摘要:开发行人跌倒检测系统在确保老年人安全方面扮演着至关重要的角色。本篇文章详尽地阐述了如何利用深度学习技术构建一个行人跌倒检测系统,并附上了完整的代码实现。该系统采用了先进的YOLOv8算法,并对YOLOv7、YOLOv6、YOLOv5等先前版本进…

​如何使用 ArcGIS Pro 分析爆炸波及建筑

假设在某栋建筑内发生了爆炸,需要根据爆炸的范围分析出来波及的建筑,对于这一需求,我们可以通过ArcGIS Pro来实现,这里为大家介绍一下分析的方法,希望能对你有所帮助。 数据来源 教程所使用的数据是从水经微图中下载…

MATLAB中的矩阵的重构和重新排列

师从清风 矩阵的重构和重新排列 reshape函数 reshape函数可以改变矩阵的形状,其常用语法为reshape(A,m,n)或者reshape(A,[m,n]),这可以将矩阵A的形状更改为m行n列,前提是转化前后的两个矩阵的元素总数要相同。例如有一个矩阵A,它原来的大小是…

JDBC连接Mysql(executeQuely)3/13

resultset-->executeQuery import java.sql.Connection; import java.sql.DriverManager; import java.sql.ResultSet; import java.sql.Statement;public class Demo3 {public static void main(String[] args) throws Exception {//1.注册驱动Class.forName("com.mys…

【图论】树上启发式合并

本篇博客参考: Oi Wiki 树上启发式合并算法学习笔记(86): 树上启发式合并 文章目录 基本概念代码实现 基本概念 首先,什么是 启发式合并 ? 有人将其称为“优雅的暴力”,启发式合并就是在合并两个部分的时候,将内容少…

如何配置IDEA中的JavaWeb环境(2023最新版)

创建项目 中文版:【文件】-【新建】-【项目】 点击【新建项目】,改好【名称】点击【创建】 右键自己建立的项目-【添加框架支持】(英文版是Add Framework Support...) 勾选【Web应用程序】-【确定】 配置tomcat 点击编辑配置 点…

【图文详解】Maven Helper插件解决Maven冲突

文章目录 插件问题解决过程 在面试中解决问题的能力和思路是考察的重点,面试官问会问我们有没有解决过maven冲突。以下造了一个maven冲突,手把手教学如何解决Maven冲突。 插件 插件在idea插件中搜索Maven Helper 问题 解决过程 根据上面日志知道是log…

清理磁盘空间 - Win系统

清理磁盘空间 - Win系统 前言系统方案TreeSize FreeSpaceSniffer 前言 我们在使用电脑时经常会出现硬盘空间不足的情况,下文介绍如何清理磁盘空间,包含系统方案、TreeSize Free和SpaceSniffer。清理Window更新等系统文件推荐使用系统方案,清…

在没有推出硬盘的情况下,重启mac电脑,外接移动硬盘无法加载显示?

一、mac磁盘工具显示未装载 1.打开终端,输入 diskutil list查看当前硬盘列表,大多数时候,可以解决。 二、使用命令行装载硬盘 执行上面命令后,仍不起作用,则手动挂载,在命令行输入如下内容: …

TSINGSEE青犀煤矿矿井视频监控与汇聚融合管理视频监管平台建设方案

一、背景需求 随着我国经济的飞速发展,煤炭作为我国的主要能源之一,其开采和利用的重要性不言而喻。然而,煤矿事故频发,不仅造成了巨大的人员伤亡和财产损失,也对社会产生了深远的负面影响。视频监控系统作为实现煤矿智…

【QT】文件流操作(QTextStream/QDataStream)

文本流/数据流&#xff08;二级制格式&#xff09; 文本流 &#xff08;依赖平台&#xff0c;不同平台可能乱码&#xff09;涉及文件编码 #include <QTextStream>操作的都是基础数据类型&#xff1a;int float string //Image Qpoint QRect就不可以操作 需要下面的 …

【案例】蜂窝物联网联合金草生物打造金线莲“工厂”,让金线莲种植更简单

一、项目背景&#xff1a; 金线莲又名金线兰、金草、鸟人参&#xff0c;为兰科开唇兰属植物&#xff0c;是一种传统名贵中药材&#xff0c;对生长的环境要求极其苛刻。传统金线莲种植由于环境不可控&#xff0c;茎腐病、软腐病、猝倒病等病害频发&#xff0c;金线莲产业发展遇到…