TI C6678 + Xilinx Kintex-7作為DSP+FPGA架構的經典組合,憑借FPGA的高速采集和DSP的高性能算法處理完美結合的特性,一直被廣泛應用于視頻追蹤、圖像處理、軟件無線電、雷達探測、光電探測、水下探測以及定位導航等嵌入式應用場景。
本文基于創龍科技的TI C6678 + Xilinx Kintex-7設計的TL6678F-EasyEVM開發板,給大家介紹六大經典視頻、高速AD采集處理案例,包含CameraLink/SDI/PAL/HDMI視頻采集處理開發案例、AD9361/AD9613高速AD采集處理開發案例。
TL6678F-EasyEVM開發板由核心板與底板組成。核心板內部DSP與FPGA通過SRIO、EMIF16、I2C通信總線連接。評估板引出雙路FMC、雙路SFP+光口、雙路千兆網口、PCIe等高速通信接口,方便用戶快速進行產品方案評估與技術預研。
圖 1案例一
AD9361軟件無線電案例
1 案例說明
本案例基于ADI AD9361模塊AD-FMCOMMS3-EBZ和創龍科技TL6678F-EasyEVM評估板搭建AD9361 RF(Radio Frequency)收發測試平臺,實現QPSK(Quadrature Phase Shift Keying)數字調制。AD-FMCOMMS3-EBZ模塊開發官方參考鏈接:https://wiki.analog.com/resources/eval/user-guides/ad-fmcomms3-ebz。
2 案例測試
圖 2
圖 3 硬件連接
圖 4 線狀形式星座圖
圖 5 點狀形式星座圖
案例二
AD9613高速AD采集處理案例
1 案例說明
案例功能:FPGA端通過AD9613以250MSPS速率采集AD數據后,將數據通過SRIO總線傳輸至DSP端進行FFT算法處理。
FPGA端作為SRIO Initiator,DSP端作為SRIO Target。FPGA端通過SRIO SWRITE方式將數據傳輸至DSP端的0x0C3F0000地址空間,單次傳輸數據量為16KByte,每傳輸16KByte數據就發送一個DOORBELL信息。DSP端響應DOORBELL信息后,使用C66xx_0~C66xx_7進行FFT算法處理。
AD9613采樣雙通道12bit數據,由于傳輸時將12bit數據按照16bit進行發送,因此實際發送數據量為16bit x 2 x 250MSPS = 8Gbps。
圖 6 FPGA端程序功能框圖
2 案例測試
圖 7
圖 8 硬件連接
圖 9 FPGA端ILA觸發抓取的AD數據波形
圖 10 CCS原始信號時域波形
圖 11 經FFT處理后的信號頻域(振幅)波形
案例三
CameraLink視頻采集處理
1 案例說明
FPGA端通過FMC視頻模塊TLCameraLinkF的CameraLink接口進行分辨率為2560 x 2048的視頻采集,再經過SRIO總線將視頻數據傳輸至DSP端進行Sobel(邊緣檢測)算法處理,然后將經處理后的圖像通過網頁進行顯示。
FPGA端作為SRIO Initiator,DSP端作為SRIO Target。FPGA端通過SRIO SWRITE和乒乓方式,將數據傳輸至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RS-A5241-CM107-S00,分辨率為2560 x 2048,幀率為107,灰度輸出,每個像素8bit,則數據量為2560 x 2048 x 107 x 8 = 4487905280 ≈ 4.5Gbps。案例使用SRIO的兩個Lanes,每個Lane傳輸速率為5Gbps,總數據有效帶寬為5Gbps x 2 x 80% = 8Gbps。
圖 12 案例功能框圖
圖 13 FPGA端程序功能框圖
2 案例測試
圖 14 CameraLink模塊
圖 15 硬件連接
圖 16 測試效果圖
案例四
SDI視頻采集處理
1 案例功能
案例功能:評估板通過FMC視頻模塊TL2971A/2972F的SDI IN接口進行1080P60視頻采集,并通過TL2971A/2972F模塊的SDI OUT接口將采集到的視頻進行輸出。
2 操作說明
請將創龍科技的TL2971A/2972F模塊連接至評估板FMC1接口,評估板J1跳線帽選擇3.3V檔位,以配置FMC IO的BANK電壓為3.3V。
準備一臺擁有HDMI OUT接口的PC機(例如筆記本),通過HDMI數據線將PC機HDMI OUT接口連接至HDMI轉SDI模塊(廠家:玩視,型號:3G HDMI TO SDI Audio)INPUT接口,PC機HDMI OUT接口用作圖像輸出。通過SDI數據線將TL2971A/2972F模塊的SDI IN接口連接至HDMI轉SDI模塊的OUTPUT接口。
通過SDI數據線將TL2971A/2972F模塊的SDI OUT接口連接至SDI轉HDMI模塊(廠家:玩視,型號:3G SDI TO HDMI Audio)的INPUT接口,再通過HDMI數據線將一臺HDMI顯示屏連接至SDI轉HDMI模塊的OUTPUT接口,HDMI顯示屏用作圖像顯示。
圖17
圖 18
圖 19
請運行程序,即可看到串口調試終端打印如下信息,然后在PC機的顯卡設置(或圖形屬性)中,按照下圖設置HDMI分辨率為1920 x 1080、刷新率為60pHz。
圖 20
圖 21
此時,HDMI顯示屏將顯示PC機HDMI OUT接口輸出的圖像。
圖 22
圖 23
案例五
HDMI視頻采集處理
1 案例功能
案例功能:評估板通過FMC視頻模塊TL7611/9022F的HDMI IN接口進行1080P60視頻采集,并通過TL7611/9022F模塊的HDMI OUT接口將采集到的視頻進行輸出。
2 操作說明
請將創龍科技的TL7611/9022F模塊連接至評估板FMC1接口,評估板J1跳線帽選擇3.3V檔位,以配置FMC IO的BANK電壓為3.3V。
準備一臺擁有HDMI OUT接口的PC機(例如筆記本),通過HMDI數據線將PC機HDMI OUT接口連接至TL7611/9022F模塊的HDMI IN接口,PC機HDMI OUT接口用作圖像輸出。通過HMDI數據線將一臺HDMI顯示屏連接至TL7611/9022F模塊的HDMI OUT接口,HDMI顯示屏用作圖像顯示。
圖 24
圖 25
請運行程序,即可看到串口調試終端打印如下信息,然后在PC機的顯卡設置(或圖形屬性)中,按照下圖設置HDMI分辨率為1920 x 1080、刷新率為60pHz。
圖 26
圖 27
此時,HDMI顯示屏將顯示PC機HDMI OUT接口輸出的圖像。
圖 28
圖 29
案例六
PAL視頻采集處理
1 案例功能
案例功能:評估板通過FMC視頻模塊TL2867F的BNC接口進行4路PAL制式D1模擬視頻采集,并進行4路視頻拼接,再通過TL2867F模塊的HDMI接口將拼接視頻進行輸出。
圖 30 程序功能框圖
2 操作說明
請將創龍科技的TL2867F模塊連接至評估板FMC1接口,評估板J1跳線帽選擇3.3V檔位,以配置FMC IO的BANK電壓為3.3V。
請將4個紅外夜視攝像頭連接至TL2867F模塊的BNC接口,并通過HMDI數據線將一臺HDMI顯示屏連接至TL2867F模塊的HDMI1接口,HDMI顯示屏用作圖像顯示。
圖31
圖 32
請運行程序,即可看到串口調試終端打印如下信息,HDMI顯示屏將顯示4路圖像。
圖 33
圖 34
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