引言
在图像与视频处理领域，灵活、高效、低延迟的解决方案一直是行业追求的目标。西安智多晶微电子有限公司推出的AXI视频通讯DEMO方案，基于智多晶SA5Z-30-D1-8U213C FPGA器件，通过FPGA逻辑与内嵌CM3硬核的协同工作，结合DDR2高速存储，实现了从图像采集、处理到显示的全流程优化。本文将带您深入了解这一方案的亮点与操作流程。
DEMO方案介绍
方案系统框架
图1 AXI 视频通讯DEMO系统框图
方案亮点
强大的硬件配置
FPGA+CM3硬核协同：SA5Z-30-D1-8U213 FPGA内嵌Cortex-M3硬核，通过AHB总线与FPGA逻辑交互，实现高效数据处理。
高速存储支持：FPGA器件内嵌128Mbit DDR2颗粒，速率可达800Mbps，满足高清视频（1280x720@60fps）的实时缓存需求。
多接口支持：支持OV5640 Sensor模组输入与SiI9134 HDMI输出，覆盖从采集到显示的完整链路。
灵活的软件控制
通过上位机发送指令，可动态配置图像处理模式，包括：
边缘检测：支持Sobel算法，阈值可调（0-255）。
字符叠加：支持中英文LOGO叠加或关闭。
显示切换：一键切换Sensor模组输入的视频或上位机发送的图片。
跨时钟域与接口桥接
采用BUS_CDC模块解决FPGA与CM3的时钟域差异，确保数据可靠传输。
通过AHB-to-AXI桥接IP，实现CM3的AHB接口与FPGA侧AXI接口的无缝转换。
AXI_Full Interconnect、AXI_Lite Interconnect模块实现多个AXI MASTER与多个AXI SLAVE之间的总线互联。
设计规格
￭OV5640 Sensor模组输入视频分辨率1280X720@60
￭HDMI输出视频分辨率1280X720@60
￭DDR2 速率800Mbps
￭CM3 运行速率200Mhz
DEMO方案软硬件环境及操作指南
AXI视频通讯DEMO整体的软硬件环境如图2所示，本DEMO是基于智多晶EVAL_SA5Z-30-D1- 8U213C V1.2 DEMO板开发，用户使用本DEMO时，需要按照图2所示将硬件环境搭建起来，首先是将OV5640 Sensor模组通过DEMO板上的P2接口与DEMO板相连，然后用HDMI线通过DEMO板上的HDMI接口将DEMO板与显示器相连，最后通过串口线将带有上位机调试软件的笔记本电脑与DEMO板相连，至此AXI视频通讯DEMO整体的软硬件环境搭建完成。
图2 工业以太网从站控制器DEMO硬件环境
环境搭建
硬件连接：
OV5640摄像头接入DEMO板P2接口。
HDMI线连接显示器。
串口线连接PC与DEMO板。
软件配置：
使用上位机调试软件，设置串口通信发送模式。
功能演示
通过上位机软件发送控制命令给FPGA
边缘检测：
发送sobel-on开启，sobel-off关闭、sobel-threshold+阈值（如100）调整边缘检测强度。
LOGO叠加：
通过char-ch（中文）、char-eng（英文）或char-none（关闭）控制。
显示切换：
hdmi-video显示Sensor模组画面，hdmi-picture显示上位机传输图片。
图片上传：
发送send-picture指令后，选择图片文件传输至DDR2缓存。
应用场景
工业检测：实时边缘检测用于缺陷识别。
智能监控：动态叠加时间或标识信息。
医疗影像：高清视频流的低延迟处理与显示。
结语
智多晶AXI视频通讯DEMO方案凭借其灵活的硬件架构和丰富的软件控制功能，为图像处理应用提供了灵活、高效、可靠的解决方案。无论是研发测试还是教学演示，这一方案都能显著提升开发者的效率。如需了解DEMO方案的具体实现过程，请访问西安智多晶微电子官网获取更多技术支持。
文章来源：智多晶