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源碼免費(fèi)下載！C6678+K7視頻采集處理方案，這里全都有！
2021/11/26
1.為什么說DSP+FPGA架構(gòu)更適合視頻采集處理?
高性能的算法處理，使用硬件描述語言去編寫算法的話，復(fù)雜程度高，工作量大，不易調(diào)試，產(chǎn)品的開發(fā)周期將非常長。這時(shí)，如果為系統(tǒng)添加專為算法而生的DSP的話，將會事半功倍。
眾所周知，DSP有專門為數(shù)字信號處理所設(shè)計(jì)的指令集和流水線，可以方便高效的執(zhí)行浮點(diǎn)數(shù)和復(fù)數(shù)運(yùn)算等，這樣我們的理論算法就可以很方便的移植到實(shí)際的工程中，可以有效的縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期。
DSP+FPGA的架構(gòu)，可以把FPGA的高速采集和DSP的高性能算法處理完美結(jié)合。這種高度平衡的特性集合使其非常適合各種高性能嵌入式應(yīng)用場合，如：
■ 視頻追蹤
■ 圖像處理
■ 軟件無線電
■ 雷達(dá)探測
■ 光電探測
■ 水下探測
■ 定位導(dǎo)航
2. DSP+FPGA經(jīng)典組合——C6678+Kintex-7
在高速圖像處理領(lǐng)域，TMS320C6678與Kintex-7進(jìn)行搭配的DSP+FPGA架構(gòu)堪稱經(jīng)典中經(jīng)典，C6678擁有8核C66x，每核主頻高達(dá)1.25GHz，同時(shí)擁有高達(dá)320 GMAC和160 GFLOP的運(yùn)算能力，可輕松駕馭圖像的復(fù)雜算法。配合Kintex-7的高速采集，完美契合各種視頻采集場景。
圖 1 TMS320C6678處理器功能框圖
圖 2 Kintex-7特性
本文基于C6678+Kintex-7平臺，為大家介紹CameraLink、SDI、PAL、HDMI的視頻采集處理綜合案例。
3. 硬件平臺
圖 3 TL6678F-EasyEVM評估板
TL6678F-EasyEVM評估板通過FMC高速接口，可接入CameraLink、SDI、PAL、HDMI等視頻采集模塊，并基于各個(gè)模塊提供了DSP+FPGA視頻采集處理綜合案例，同時(shí)提供免費(fèi)技術(shù)支持服務(wù)。
4. 視頻采集處理方案
4.1 CameraLink視頻采集處理
FPGA端通過FMC視頻模塊TLCameraLinkF的CameraLink接口進(jìn)行分辨率為2560 x 2048的視頻采集，再經(jīng)過SRIO總線將視頻數(shù)據(jù)傳輸至DSP端進(jìn)行Sobel(邊緣檢測)算法處理，然后將經(jīng)處理后的圖像通過網(wǎng)頁進(jìn)行顯示。
FPGA端作為SRIO Initiator，DSP端作為SRIO Target。FPGA端通過SRIO SWRITE和乒乓方式，將數(shù)據(jù)傳輸至DSP端的0x90000000和0x90500000的DDR地址空間。
案例使用北京微視的黑白CameraLink相機(jī)RS-A5241-CM107-S00，分辨率為2560 x 2048，幀率為107，灰度輸出，每個(gè)像素8bit，則數(shù)據(jù)量為2560 x 2048 x 107 x 8 = 4487905280 ≈ 4.5Gbps。案例使用SRIO的兩個(gè)Lanes，每個(gè)Lane傳輸速率為5Gbps，總數(shù)據(jù)有效帶寬為5Gbps x 2 x 80% = 8Gbps。
圖 4 案例功能框圖
圖 5 FPGA端程序功能框圖
圖 6 CameraLink模塊
圖 7 硬件連接
圖 8 測試效果圖
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4.2 SDI視頻采集處理
Kintex-7 FPGA通過使用Video In to AXI4-Stream IP核，將SDI視頻模塊TL2971A/2972F的SDI IN接口輸入的1080P60的視頻采集進(jìn)來，并通過VDMA緩存到DDR，最后通過AXI4-Stream to Video Out IP核將視頻從模塊的SDI OUT接口輸出顯示。其中VDMA通過Microblaze配置。
圖像數(shù)據(jù)亦可通過SRIO高速總線傳輸?shù)絋MS320C6678 DSP進(jìn)行算法處理，并返回處理結(jié)果。
圖 9
圖 10 硬件連接
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4.3 PAL視頻采集處理(4路D1)
在Kintex-7 FPGA上搭建MicroBlaze軟核，并由MicroBlaze配置PAL視頻模塊TL2867F和各IP核，將模塊輸出的一路4通道D1時(shí)分復(fù)用的復(fù)合視頻，拆分成4路獨(dú)立的BT656嵌入式同步視頻，再將4路視頻進(jìn)行BT656解碼分離出同步信號和像素?cái)?shù)據(jù)。使用VDMA IP緩存到內(nèi)存設(shè)備上，通過VPSS IP將4路圖像進(jìn)行去交錯(cuò)，然后由Mixer IP將四路圖像拼接起來，通過rgb2dvi邏輯模塊，將RGB視頻信號轉(zhuǎn)換為DVI視頻信號，最后通過模塊的HDMI1接口輸出顯示到顯示器。支持PAL制式(分辨率為720x576)視頻輸入，輸出顯示分辨率為1280x1024。
圖像數(shù)據(jù)亦可通過SRIO高速總線傳輸?shù)絋MS320C6678 DSP進(jìn)行算法處理，并返回處理結(jié)果。
圖 11
圖 12
圖 13 硬件連接
圖 14
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4.4 HDMI視頻采集處理
Kintex-7 FPGA使用Video In to AXI4-Stream IP核，通過HDMI視頻采集模塊TL7611/9022F的HDMI IN接口將1080P60視頻采集進(jìn)來，并通過VDMA緩存到DDR，最后通過AXI4-Stream to Video Out IP核將視頻從模塊的HDMI OUT接口輸出顯示。其中VDMA IP核，HDMI OUT芯片(SIL9022)和HDMI IN芯片(ADV7611)通過MicroBlaze運(yùn)行裸機(jī)程序進(jìn)行配置。
圖像數(shù)據(jù)亦可通過SRIO高速總線傳輸?shù)絋MS320C6678 DSP進(jìn)行算法處理，并返回處理結(jié)果。
圖 15
圖 16 硬件連接
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5 源碼、資料下載
案例源碼、產(chǎn)品資料(用戶手冊、核心板硬件資料、產(chǎn)品規(guī)格書)可點(diǎn)擊該超鏈接
6. 技術(shù)交流群
TMS320C6678 DSP交流群：79635273、332643352
Kintex-7 FPGA交流群：311416997、101245165
