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

news2024/11/25 20:50:33

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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Java代码审计安全篇-SSRF(服务端请求伪造)漏洞

前言: 堕落了三个月,现在因为被找实习而困扰,着实自己能力不足,从今天开始 每天沉淀一点点 ,准备秋招 加油 注意: 本文章参考qax的网络安全java代码审计,记录自己的学习过程,还希望各…

常见的排序算法的时间复杂度

常见的排序算法的时间复杂度 排序算法的时间复杂度通常取决于输入数据的规模(通常表示为n)。以下是一些常见排序算法及其平均、最好和最坏情况下的时间复杂度: 1、冒泡排序(Bubble Sort) 平均时间复杂度:…

使用reprepro+nginx搭建apt服务器

目录 项目背景 项目要求 项目开发过程 1、apt服务器的搭建 2、实现自定义指定源文件列表来实现apt update更新 3、实现软件启动时自动更新 4. source.list中镜像源地址的格式 项目开发的难点/坑点 总结 项目背景 前面写过一篇“利用Nginx搭建一个apt服务器”&#xff…

FreeRTOS学习笔记-基于stm32(5)列表和列表项

一、列表与列表项简介 列表是FreeRTOS中的一种数据结构,类似双向循环链表。用来跟踪FreeRTOS中的任务。列表项就是存放在列表中的项目。 二、列表 列表结构体: typedef struct xLIST {listFIRST_LIST_INTEGRITY_CHECK_VALUE //校验值c…

闲聊电脑(7)常见故障排查

闲聊电脑(7)常见故障排查 夜深人静,万籁俱寂,老郭趴在电脑桌上打盹,桌子上的小黄鸭和桌子旁的冰箱又开始窃窃私语…… 小黄鸭:冰箱大哥,平时遇到电脑故障该咋处理呢? 冰箱&#xf…

vscode使用svn

网上这种文章很多,但很多都实现不了,自己亲测安装有效的过程记录下来,分享给大家。 第一步:去官网下载svn.安装TortoiseSVN 下载地址 下载的地址: Apache Subversion Binary Packageshttps://subversion.apache.or…

55. 跳跃游戏(力扣LeetCode)

文章目录 55. 跳跃游戏贪心每一次都更新最大的步数 取最大跳跃步数(取最大覆盖范围) 55. 跳跃游戏 给你一个非负整数数组 nums ,你最初位于数组的 第一个下标 。数组中的每个元素代表你在该位置可以跳跃的最大长度。 判断你是否能够到达最后…

信号处理--基于Fisher分数的通道选择的多通道脑电信号情绪识别

目录 背景 亮点 环境配置 数据 方法 结果 代码获取 参考文献 背景 基于脑电的情绪分析,目前是当前研究的一个主要方向和热点。 亮点 使用基于Fisher score的标准来筛选具有高判别意义的脑电通道; 使用基于特征选择的遗传算法实现特征的筛选,从…

vue项目:webpack打包优化实践

本文目录 一、项目基本信息二、分析当前项目情况1、使用 webpack-bundle-analyzer 插件2、使用 speed-measure-webpack-plugin 插件 三、解决构建问题1、caniuse-lite 提示的问题2、 warning 问题 四、打包速度优化1、修改source map2、处理 loader 五、webpack性能优化1、使用…

SPI机制详解

SPI机制详解 什么是SPI机制? SPI:Service Provider Interface,中文直译:服务提供者接口,它通过在ClassPath路径下的META-INF/service文件夹中查找文件,并自动加载文件里所定义的类 在面向对象的设计原则…

Linux中文件的权限

我们首先需要明白,权限 用户角色 文件的权限属性 一、拥有者、所属组和other(用户角色) 以文件file1为例 第一个箭头所指处即是文件的拥有者,拥有者为zz 第二个箭头所指处即使文件的所属组,所属组为zz 除去拥有者…

利用高分五号02星高光谱数据进行地物识别

高分五号02星搭载了一台60公里幅宽、330谱段、30米分辨率的可见短波红外高光谱相机(AHSI),可见近红外(400~1000nm)和短波红外光谱(1000~2500nm)分辨率分别达到5纳米和10纳米。单看参数性能优越&…

spring boot使用mybatisplus访问mysql的配置流程

网上教程大多教人新建一个带对应组件的项目,本文记录如何在一个已有springboot2.x项目中,配置使用mybatisplus来访问mysql。包括使用wrapper和自己写mapper.xml的自定义函数两种和数据库交互的方式。 关于项目的创建,参考创建springboot 2.x…

PFMEA的输入输出和特殊特性

DFMEA輸入:技术条件、市场需求 DFMEA輸出:产品特殊特性、试验、样件CPPFMEA輸入:过往经验、流程图、DPMEA PFMEA輸出:CP、过程特殊特性、SIP、SOP1. PFMEA的输入包括:()过程流程图、DFMEA 、图样…

基于springboot+vue的线上教育系统(源码+论文)

目录 前言 一、功能设计 二、功能实现 三、库表设计 四、论文 前言 现在大家的生活方式正在被计算机的发展慢慢改变着,学习方式也逐渐由书本走向荧幕,我认为这并不是不能避免的,但说实话,现在的生活方式与以往相比有太大的改变,人们的娱乐方式不仅仅…

P4513 小白逛公园 习题笔记(线段树维护区间最大连续子段和)

传送门https://www.luogu.com.cn/problem/P4513本文参考了董晓老师的博客 这道题着实想了很长时间(新手),只能想到一个O(mn)的dp普通写法,那么遇上区间修改问题改怎么操作呢。答案很明显,线段树…

微服务day01 -- SpringCloud01 -- (Eureka , Ribbon , Nacos)

介绍微服务 1.认识微服务(p1-p5) 随着互联网行业的发展,对服务的要求也越来越高,服务架构也从单体架构逐渐演变为现在流行的微服务架构。这些架构之间有怎样的差别呢? 1.0.学习目标 了解微服务架构的优缺点 1.1.单体架构 单体架构&#…

基于YOLOv8/YOLOv7/YOLOv6/YOLOv5的稻田虫害检测系统详解(深度学习+Python代码+UI界面+训练数据集)

摘要:本篇文章深入探讨了如何利用深度学习技术开发一个用于检测稻田虫害的系统,并且分享了完整的实现过程和资源代码下载。该系统采用了当前的YOLOv8、YOLOv7、YOLOv6、YOLOv5算法,对其进行了性能对比,包括mAP、F1 Score等关键指标…

redis中通用命令以及key过期策略

通用命令 exists 判断某个key是否存在。 exists key时间复杂度:O(1) 返回值:key 存在的个数。 del 删除指定的 key,可以一次删除一个或者多个。 del key时间复杂度:O(1) 返回值:删除掉的 key 的个数。 expire…