1、前言

之前写过一篇FPGA纯verilog实现任意分辨率视频输出显示，高度贴近真实项目，提供工程源码和技术支持的文章，讲述了基于AXI协议的FDMA实现任意分辨率视频输出显示，但对于习惯使用zynq或者Microblaze的兄弟来说，更喜欢用VDMA，本设计就是基于VDMA实现任意分辨率视频输出显示，高度贴近真实项目，适用于医疗、军工等图像相关项目。

2、任意分辨率视频输出理论基础

关于理论部分，请参考我之前写的文章：点击查看：任意分辨率视频输出

3、VDMA实现数据缓存

VDMA是Xilinx发布的基于AXIS数据流的图像缓存方案，该IP使用稳定、方便，仅需简单界面配置加SDK配置即可使用，关于VDMA的讲解，Xilinx有官方文档，网上也有各种文档，感兴趣的可以去详细读读，但恕我直言，说多了都是扯淡，读了半天不知道怎么用有意义吗？先用起来再说，在使用过程中去慢慢理解才是最有效的学习方式，就算最后还是不懂也没关系，能用就行，VDMA本身就是一个黑箱IP，你本来就看不到源码，怎么可能真正理解，Xilinx根本就没想让你真正理解；
VDMA界面配置如下：
在这里插入图片描述

VDMA配置界面几乎不需要更改，保持官方默认配置已经够了，只是buffer深度需要关注一下，比如1080P视频可以适当将buffer深度增大到1024或者2048；还有就是选择缓存帧数，如果嫌延迟太高了可以选择缓存2帧；
拿我的工程去就能直接把VDMA用起来，该IP简单来说就是实现视频到DDR的三帧缓存，使得读写错开，输出完美视频，仅此而已；

4、工程1：Kintex7使用VDMA

开发板：Xilinx Kintex7开发板；
开发环境：Vivado2019.1；
输入：Ov5640摄像头，分辨率由SDK配置；
输出：HDMI，分辨率1920x1080；
Kintex7使用VDMA需要引入Microblaze软核，图像缓存进DDR3；
工程BD如下：
在这里插入图片描述
导出硬件后的代码架构如下：

SDK主函数如下：

int main(){
	XGpioCfg = XGpio_LookupConfig(AXI_GPIO_DEVICE_ID);
	XGpio_CfgInitialize(&led_gpio, XGpioCfg, XGpioCfg->BaseAddress);
	XGpio_SetDataDirection(&led_gpio, 1, 0);	//output
	XGpio_DiscreteWrite(&led_gpio, 1, 0);
	oak_i2c_init(OV5640_IIC_BASEADDR, 1000000, 0x78>>1, IIC_REG_LEN16, IIC_DATA_LEN8);
	OV5640_Init(OV5640_IIC_BASEADDR,1280,720);
	helai_vdma();
	while(1){
		usleep(500000);
		XGpio_DiscreteWrite(&led_gpio, 1, 1);
		usleep(500000);
		XGpio_DiscreteWrite(&led_gpio, 1, 0);
	}
}

5、工程2：Zynq7100使用VDMA

开发板：Xilinx Zynq7100开发板；
开发环境：Vivado2019.1；
输入：Ov5640摄像头，分辨率由SDK配置；
输出：HDMI，分辨率1920x1080；
VDMA运行与PL端，图像缓存进PS端DDR3，PL端系统时钟由PS提供；
工程BD如下：
在这里插入图片描述
导出硬件后的代码架构如下：

SDK主函数如下：

void main()
{
	// Initialize OV5640 regesiter
	I2C_config_init();
	//璁剧疆鍐呭瓨涓殑鑳屾櫙
	for(i=0;i<SUM;i++){
		Xil_Out16((VIDEO_BASEADDR0 + i), 0x00);
		Xil_Out16((VIDEO_BASEADDR1 + i), 0x00);
		Xil_Out16((VIDEO_BASEADDR2 + i), 0x00);
	}
	//VDMA_WRITE
	Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x030), 0x108B);// enable circular mode
	Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x0AC), VIDEO_BASEADDR0);	// start address
	Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x0B0), VIDEO_BASEADDR1);	// start address
	Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x0B4), VIDEO_BASEADDR2);	// start address
	Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x0A8), (H_STRIDE*3));		// h offset (H_STRIDE* 3) bytes
	Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x0A4), (H_ACTIVE*3));		// h size (H_ACTIVE * 3) bytes
	Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x0A0), V_ACTIVE);			// v size (V_ACTIVE)
	//VDMA_READ
	Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x000), 0x8B); 		// enable circular mode
	Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x05c), VIDEO_BASEADDR0); 	// start address
	Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x060), VIDEO_BASEADDR1); 	// start address
	Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x064), VIDEO_BASEADDR2); 	// start address
	Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x058), (H_STRIDE*3)); 		// h offset (H_STRIDE * 3) bytes
	Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x054), (H_ACTIVE*3)); 		// h size (H_ACTIVE * 3) bytes
	Xil_Out32((VDMA_BASEADDR + 0x050), V_ACTIVE); 			// v size (V_ACTIVE)
	while (1) ;
}