本文將介紹如何創(chuàng)建一個(gè)支持HDMI輸入到輸出的圖像處理平臺(tái)。這可以用作基于HLS的圖像處理演示的基礎(chǔ)。

概述

該項(xiàng)目將演示如何基于XilinxZynq創(chuàng)建一個(gè)簡(jiǎn)單的圖像處理平臺(tái)。然后，該項(xiàng)目將用作后續(xù)開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)，這些開(kāi)發(fā)側(cè)重于基于高級(jí)綜合的開(kāi)發(fā)，允許使用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)OpenCV庫(kù)。

為了創(chuàng)建這個(gè)示例，我使用ZyboZ7，因?yàn)樗峁〩DMI輸入和輸出，以及用于MIPI相機(jī)的CSI-2接口，我們也可以將其用于未來(lái)的開(kāi)發(fā)。

除了Zybo-Z7，我們還將使用：

HDMI攝像頭，例如Apeman1080P運(yùn)動(dòng)攝像頭

HDMI輸入和輸出端口的相關(guān)電纜

HDMI顯示

為了創(chuàng)建應(yīng)用程序，我們將使用以下開(kāi)發(fā)工具和庫(kù)：

維瓦多2017.4

賽靈思SDK2017.4

DigilentVivado庫(kù)

要?jiǎng)?chuàng)建此示例，我們需要執(zhí)行以下準(zhǔn)備步驟：

將DigilentVivado庫(kù)下載并解壓到您的計(jì)算機(jī)

安裝DigilentBoard定義，如果您不確定如何執(zhí)行此操作，請(qǐng)單擊此處

創(chuàng)建一個(gè)針對(duì)Zybo-Z7的新Vivado項(xiàng)目

在Vivado中創(chuàng)建新的框圖

構(gòu)成

在Vivado框圖中，我們需要添加以下IP：

Zynq處理系統(tǒng)-這將提供圖像處理系統(tǒng)的配置和控制，同時(shí)它的DDR也用作幀緩沖區(qū)以確保以下配置

PL時(shí)鐘0=200MHz

PL時(shí)鐘1=100MHz

HP0Slaveenabled-這將用于將圖像傳輸?shù)絇SDDR或從PSDDR傳輸圖像

GP0Masterenabled-用于配置圖像處理鏈

DVI2RGB-這將HDMI視頻流轉(zhuǎn)換為具有適當(dāng)垂直和水平同步的24位RGB總線。

AXIGPIO-用于斷言HDMI源上的熱插拔檢測(cè)的單個(gè)輸出，未能斷言這可能意味著沒(méi)有接收到視頻。

視頻定時(shí)控制器-配置為檢測(cè)，這將檢測(cè)從HDMI源接收的視頻的模式。

視頻輸入到AXIS-這會(huì)將并行視頻和同步轉(zhuǎn)換為AXI流。與TDATA上的圖像數(shù)據(jù)一起，幀的開(kāi)始由TUser信號(hào)標(biāo)識(shí)，而行尾由TLast信號(hào)標(biāo)識(shí)。

將此配置為具有獨(dú)立時(shí)鐘，以便像素時(shí)鐘和AXI流時(shí)鐘不同。

AXIS子集轉(zhuǎn)換器-此組件將24位視頻輸出的格式重新映射為正確的RGB格式。其中兩個(gè)在VDMA之前和之后使用。

視頻直接內(nèi)存-寫(xiě)入通道將AXI流視頻移動(dòng)到AXI內(nèi)存映射形式，以便存儲(chǔ)在PSDDR內(nèi)存中。而讀取通道訪問(wèn)PSDDR并將AXI內(nèi)存映射格式轉(zhuǎn)換為AXI流以供輸出。確保啟用兩個(gè)方向。

視頻時(shí)序控制器-配置為時(shí)序源，配置所需的時(shí)序取決于輸入視頻時(shí)序。這被AXIS用于視頻輸出以生成輸出并行視頻和同步

RGB2DVI-這將輸出并行視頻和垂直和水平同步轉(zhuǎn)換為HDMI

為了支持動(dòng)態(tài)配置輸出時(shí)鐘，使用了DigilentVivado庫(kù)中的動(dòng)態(tài)時(shí)鐘發(fā)生器。這允許使用AXIlite根據(jù)接收到的視頻格式來(lái)改變像素時(shí)鐘頻率。

Vivado項(xiàng)目

將所有這些放在一起可以創(chuàng)建一個(gè)Vivado項(xiàng)目，如下所示。

然后可以構(gòu)建Vivado項(xiàng)目并將其導(dǎo)出到XilinxSDK以使我們能夠創(chuàng)建應(yīng)用軟件。

在XilinxSDK中，我們需要編寫(xiě)我們的軟件應(yīng)用程序來(lái)執(zhí)行以下操作：

斷言連接到HDMIIN熱插拔檢測(cè)的GPIO-斷言此信號(hào)后，處理器等待5秒以確保HDMI源生成視頻。

配置視頻定時(shí)控制器（檢測(cè)器）以報(bào)告?zhèn)魅胍曨l模式。

配置視頻時(shí)序控制器（生成器）以根據(jù)檢測(cè)視頻模式生成時(shí)序。

配置動(dòng)態(tài)時(shí)鐘

將VDMA配置為從PSDDR讀取和寫(xiě)入數(shù)據(jù)

運(yùn)行應(yīng)用程序SW應(yīng)該可以讓您看到所選HDMI源上的圖像。

實(shí)物

總而言之，這個(gè)項(xiàng)目為我們提供了一個(gè)想法平臺(tái)，我們可以在未來(lái)使用它來(lái)展示我們基于HLS圖像處理的應(yīng)用程序。