关于Axi4-Stream to Video Out等IP核调试

本文介绍了使用Microblaze、VDMA、Video On Screen Display、AXI4-Stream to Video Out等IP核搭建图像输出系统的经验。在调试过程中遇到色偏问题,通过调整图像数据格式、VDMA和Video On Screen Display的设置,以及解决AXI4-Stream to Video Out与Video Timing Control的时序同步问题,最终成功输出图像。另外,文中还提到了在Simulation中观察波形的注意事项以及Video on Screen Display在不同分辨率下的作用。

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参照网上教程使用Microblaze+VDMA+Video On Screen Display+AXI4-Stream to Video Out+HDMI等IP核组成图像输出回路:

 

第一次尝试显示出lena图像,有色偏,之后调试了很久才重新把图像显示出来并解决色偏;

总结有如下坑:

1、关于色偏:程序中提供的图像数据以ARGB方式存储,而HDMI模块仅使用低24位,故需要做一下转换:

const unsigned char gImage_lena[1048584] = { 0X00,0X20,0X00,0X02,0X00,0X02,0X00,0X39,
0X00,0X80,0X8A,0XE1,0X00,0X7F,0X89,0XE0,0X00,0X7E,0X88,0XE0,0X00,0X7D,0X87,0XDF,
0X00,0X7E,0X89,0XE3,0X00,0X78,0X83,0XDD,0X00,0X7C,0X89,0XE5,0X00,0X7B,0X88,0XE4...};

void SOBEL_DDRWR(unsigned int addr,unsigned int cols,unsigned int lows)
{
       u32 i=0;
       u32 j=0;
       u32 r,g,b,a;
       u32 index = 0;
       for(i=0;i<cols;i++)
       {
              for(j=0;j<lows;j++)
              {
                     a= gImage_lena[index];
                     b= gImage_lena[index+1];
             
### Video In to AXI4-Stream IP工作原理 Video In to AXI4-Stream IP负责将视频输入信号转换为AXI4-Stream协议的数据流。该IP接收来自外部摄像头或其他视频源的原始视频数据,并将其打包成适合在FPGA内部传输的标准AXI4-Stream格式[^1]。 具体来说,这个过程涉及以下几个方面: - **像素数据处理**:从视频传感器获取每帧图像中的各个像素值。 - **同步信号管理**:解析并生成必要的水平和垂直同步脉冲(HSYNC, VSYNC),这些信号用于保持视频帧结构的一致性和完整性。 - **色彩空间转换**:如果需要的话,可以执行RGB到YUV或者其他颜色模型之间的变换操作。 - **封装成TDATA/TKEEP/TUSER等字段**:按照AXI4-Stream规定的方式组织好每一组有效载荷以及辅助控制信息。 ```cpp // 示例代码展示如何配置AXI4-Stream接口参数 void configure_video_in_to_axi_stream() { set_pixel_format(PixelFormat::RGB888); // 设置像素格式 enable_sync_signal_processing(true); // 启用同步信号处理 } ``` ### VTC (Video Timing Controller) 的作用及配置方法 VTC心是一个重要的组件,在连接`Video In`与`AXI4-stream to Video Out`之间起到桥梁作用。它主要用来管理和调整视频定时关系,确保不同阶段间的无缝衔接。 #### 主要功能包括但不限于: - **提供精确的时间戳**:对于每一个进入系统的视频帧都附加一个时间标记,这对于后续可能涉及到的画面重放、存储或是网络传输非常重要。 - **支持多种分辨率模式切换**:能够灵活适应不同的显示设备需求,比如720p、1080p甚至更高清晰度标准下的刷新率变化。 - **协调跨时钟域通信**:当存在多个异步工作的模块时,VTC可以帮助维持稳定的画面质量而不受频率差异影响。 为了正确设置VTC,通常需要注意如下几个要点: - 配置期望输出的分辨率大小; - 定义具体的场频(Field Rate)或者是逐行扫描方式下对应的帧速率(Frame Rate); - 如果应用场合允许,则开启自动检测机制来简化调试流程; ```tcl # Tcl脚本片段展示了部分典型配置选项 set_property CONFIG.VIDEO_MODE {640x480p30} [get_ips vtc_0] set_property CONFIG.FIELD_RATE {60Hz} [get_ips vtc_0] ```
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