如何創(chuàng)建一個支持HDMI輸入到輸出的圖像處理平臺

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

概述

該項目將演示如何基于XilinxZynq創(chuàng)建一個簡單的圖像處理平臺。然后，該項目將用作后續(xù)開發(fā)的基礎(chǔ)，這些開發(fā)側(cè)重于基于高級綜合的開發(fā)，允許使用行業(yè)標準OpenCV庫。

為了創(chuàng)建這個示例，我使用ZyboZ7，因為它提供HDMI輸入和輸出，以及用于MIPI相機的CSI-2接口，我們也可以將其用于未來的開發(fā)。

除了Zybo-Z7，我們還將使用：

HDMI攝像頭，例如Apeman1080P運動攝像頭

HDMI輸入和輸出端口的相關(guān)電纜

HDMI顯示

為了創(chuàng)建應用程序，我們將使用以下開發(fā)工具和庫：

維瓦多2017.4

賽靈思SDK2017.4

DigilentVivado庫

要創(chuàng)建此示例，我們需要執(zhí)行以下準備步驟：

將DigilentVivado庫下載并解壓到您的計算機

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

創(chuàng)建一個針對Zybo-Z7的新Vivado項目

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，同時它的DDR也用作幀緩沖區(qū)以確保以下配置

PL時鐘0=200MHz

PL時鐘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源上的熱插拔檢測的單個輸出，未能斷言這可能意味著沒有接收到視頻。

視頻定時控制器-配置為檢測，這將檢測從HDMI源接收的視頻的模式。

視頻輸入到AXIS-這會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，幀的開始由TUser信號標識，而行尾由TLast信號標識。

將此配置為具有獨立時鐘，以便像素時鐘和AXI流時鐘不同。

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。其中兩個在VDMA之前和之后使用。

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

視頻時序控制器-配置為時序源，配置所需的時序取決于輸入視頻時序。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

為了支持動態(tài)配置輸出時鐘，使用了DigilentVivado庫中的動態(tài)時鐘發(fā)生器。這允許使用AXIlite根據(jù)接收到的視頻格式來改變像素時鐘頻率。

Vivado項目

將所有這些放在一起可以創(chuàng)建一個Vivado項目，如下所示。

然后可以構(gòu)建Vivado項目并將其導出到XilinxSDK以使我們能夠創(chuàng)建應用軟件。

在XilinxSDK中，我們需要編寫我們的軟件應用程序來執(zhí)行以下操作：

斷言連接到HDMIIN熱插拔檢測的GPIO-斷言此信號后，處理器等待5秒以確保HDMI源生成視頻。

配置視頻定時控制器（檢測器）以報告?zhèn)魅胍曨l模式。

配置視頻時序控制器（生成器）以根據(jù)檢測視頻模式生成時序。

配置動態(tài)時鐘

將VDMA配置為從PSDDR讀取和寫入數(shù)據(jù)

運行應用程序SW應該可以讓您看到所選HDMI源上的圖像。

實物

總而言之，這個項目為我們提供了一個想法平臺，我們可以在未來使用它來展示我們基于HLS圖像處理的應用程序。