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基于fpga的cameralink视频开发案例
2021/01/28
基于fpga的cameralink视频开发案例-pg直营网
cameralink协议
cameralink协议是一种专门针对机器视觉应用领域的串行通信协议,它使用低压差分信号(lvds)进行数据的传输和通信。cameralink标准是在channellink标准的基础上多加了6对差分信号线,其中4对用于并行传输相机控制信号,另外2对用于相机和图像采集卡之间的串行通信(本质就是uart的两根线)。
cameralink标准的视频传输模式分为三种:base模式、medium模式、full模式。其中每个端口为8位数据,cameralink标准的规定标准时钟频率最大为85mhz。
图1
cameralink fpga架构视频采集系统
采用cameralink fpga架构的视频采集与传输系统,既可实现符合cameralink协议的数字相机,采集卡之间的通信与控制,同时实现对图像数据采集、转换、缓存、实时处理、输出等。该架构系统稳定性可靠,精度高,不易受干扰,具有较强的通用性、实用性和扩展性,灵活性也大大增强。cameralink技术现已广泛应用于航空航天、军事、医疗、交通等领域。
图2
创龙科技(tronlong)的kintex-7、zynq-7045/7100等fpga板卡已实现cameralink视频采集与处理方案。本文将为您分享基于kintex-7 fpga评估板的cameralink视频开发案例。
本文基于创龙科技tlk7-evm评估板进行演示。
tlk7-evm是一款基于xilinx kintex-7系列fpga设计的高端评估板,由核心板和评估底板组成。核心板经过专业的pcb layout和高低温测试验证,稳定可靠,可满足各种工业应用环境。
评估板接口资源丰富,引出fmc、sfp 、pcie、sata、hdmi等接口,方便用户快速进行产品方案评估与技术预研。
图3 tlk7-evm评估板
开发案例主要包括:
ø cameralink、sdi、hdmi、pal视频输入/输出案例
ø 高速ad(ad9613)采集 高速da(ad9706)输出案例
ø ad9361软件无线电案例
ø udp(10g)光口通信案例
ø udp(1g)光口通信案例
ø aurora光口通信案例
ø pcie通信案例
案例源码、产品资料(用户手册、核心板硬件资料、产品规格书)可点击下方链接或扫码二维码获取。
图4
扫描下方二维码,即可申请tlk7-evm评估板进行快速评估,免费哦!
图5
案例功能:评估板通过fmc视频模块tlcameralinkf的cameralink接口进行分辨率为1280x1024的视频采集,并通过tlcameralinkf模块的hdmi接口将采集到的视频进行输出。
图6 程序功能框图
本案例支持三款cameralink相机,具体说明如下。
厂家 |
相机型号 |
支持模式 |
相机性能 |
microview (北京微视) |
rs-a5241-cm107-s00 (黑白cameralink相机) |
full |
全幅面2560*2048下,帧率可达107fps |
base |
|||
rs-a5241-cc107-s00 (彩色cameralink相机) |
full |
全幅面2560*2048下,帧率可达107fps |
|
base |
|||
mvc1381sam-cl60-s00 (黑白cameralink相机) |
base |
全幅面1280*1024下,帧率可达60fps |
full模式硬件连接方法
如采用full模式,创龙科技的tlcameralinkf模块连接至评估板fmc2接口,评估板j1跳线帽选择1.8v档位,以配置fmc io的bank电压为1.8v。
将cameralink相机的cl0通过数据线连接至tlcameralinkf模块的cameralink1接口,将cameralink相机的cl1通过数据线连接至tlcameralinkf模块的cameralink2接口,将hdmi显示屏通过数据线连接至tlcameralinkf模块的hdmi out接口。
图7
base模式硬件连接方法
如采用base模式,将创龙科技的tlcameralinkf模块连接至评估板fmc2接口,评估板j1跳线帽选择1.8v档位,以配置fmc io的bank电压为1.8v。
将cameralink相机的cl0通过数据线连接至tlcameralinkf模块的cameralink1接口,将hdmi显示屏通过数据线连接至tlcameralinkf模块的hdmi out接口。
图8
下面对三款不同型号的cameralink相机在full/base模式下的操作进行演示。
(1) 黑白cameralink相机rs-a5241-cm107-s00,full模式
请运行full模式程序,即可看到串口调试终端打印如下信息。请先输入"1"选择相机型号为rs-a5241-cm107-s00,再输入"1"选择为full模式。配置完成后,即可看到hdmi显示屏输出黑白图像。
图9
图10
(2) 彩色cameralink相机rs-a5241-cc107-s00,full模式
请运行full模式程序,即可看到串口调试终端打印如下信息。请先输入"2"选择相机型号为rs-a5241-cc107-s00,再输入"1"选择为full模式。配置完成后,即可看到hdmi显示屏输出彩色图像。
图11
备注:由于彩色cameralink相机rs-a5241-cc107-s00无白平衡功能,故图像颜色偏绿。
(3) 黑白cameralink相机rs-a5241-cm107-s00,base模式
请运行base模式程序,即可看到串口调试终端打印如下信息。请先输入"1"选择相机型号为rs-a5241-cm107-s00,再输入"2"选择为base模式。配置完成后,即可看到hdmi显示屏输出黑白图像。
图13
图14
(4) cameralink相机rs-a5241-cc107-s00,base模式
请运行base模式程序,即可看到串口调试终端打印如下信息。请先输入"2"选择相机型号为rs-a5241-cc107-s00,再输入"2"选择为base模式。配置完成后,即可看到hdmi显示屏输出彩色图像。
图16
备注:由于彩色cameralink相机rs-a5241-cc107-s00无白平衡功能,故图像颜色偏绿。
(5) 黑白cameralink相机mvc1381sam-cl60-s00,base模式
请运行base模式程序,即可看到串口调试终端打印如下信息。请输入"3"选择相机型号为mvc1381sam-cl60-s00。配置完成后,即可看到hdmi显示屏输出黑白图像。
图17
图18
microblaze裸机源码为"sw\baremetal_demo\project\cameralink_display\src\",关键代码说明如下。
(1) main函数。
图20
图21
(2) 初始化vdma,将采集到的视频数据缓存至ddr,再进行hdmi视频输出。
图22
(3) 初始化sil9022a。
图23
(4) 初始化axis switch ip核。
初始化sensor demosaic ip核,以将彩色cameralink相机的bayer格式视频数据转化为rgb格式。
图25
(5) 初始化video mixer ip核。
备注:关于vivado工程说明及模块/ip配置详细内容,可下载产品资料进行查看。
kintex-7 fpga交流群:311416997、101245165
zynq-7000交流群:645235672、193393878
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