米联客FDMA3.1数据缓存方案全网最细讲解,自创升级版,送3套视频和音频缓存工程源码

米联客的FDMA数据缓存方案发布也有五六年了,但真正能熟练使用的兄弟却很少,其实还是没有好的例程作为参考和同熟易懂的讲解,这里我做如下解析:
FDMA部分:这部分是米联客封装了用户接口的AXI4-FULL协议代码,我之前写过一篇文章,逐行讲解这个模块,感兴趣的兄弟可以去参考FDMA代码逐行讲解
米联客官方的FDMA3.1封装的IP做得不咋地,我这里对IP做了重新封装,如下:
米联客FDMA3.1数据缓存方案全网最细讲解,自创升级版,送3套视频和音频缓存工程源码_第1张图片
这里的AXI数据位宽并不是任意设置的,比如设置为110,这是非法的,米联客原来的IP并没有意识到这一点,也没有提示用户,所以我修改为可选项如下:
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根据AXI4协议,AXI4数据位宽必须与内存相映射,说人话就是必须是8的倍数;且最大只能是256;
AXI最大突发是长度:同理,AXI突发是长度也不是任意值,可选的只有1,2,4,8,32,64,128,256,米联客原来的IP并没有意识到这一点,也没有提示用户,所以我修改为可选项如下:
米联客FDMA3.1数据缓存方案全网最细讲解,自创升级版,送3套视频和音频缓存工程源码_第3张图片
这里是指最大值,所以直接选256;
另外:重点:拿出小本本:
AXI数据位宽与AXI突发长度必须遵循如下公式:
AXI数据位宽/8*AXI突发长度<=4096;即4k边界,当然,这里米联客依然没说;
AXI ID以及ID位宽:如果需要调用多个FDMA IP,就要用到这里,我的修改如下:
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最大ID位宽给到了4,即最多可同时调用16个IP,一般用不到这么多,所以这里选1;
下面看更重要的FDMA控制器:
关于FDMA控制器我之前写过文章,感兴趣的可以参考FDMA控制器
当然,同样的道理,米联客原来的IP也没有给出更细的东西,这里我来说说:
先看FDMA控制器IP:
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IP配置页面如下:
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下面的讲解全是干货,注意听!!!!!
SDK读使能:
一般用不到,他的作用是在SDK里读当前帧的序号等,具体取看代码吧,不懂的也可以问我;
图像场同步检测使能:
作用是检测输入视频场同步的上升沿,以触发FDMA传输,如果缓存视频肯定要使能,如果缓存其他类型数据看情况,比如后面的缓存音频的工程就没有使能该信号;
AXI读写数据使能:
即读和写可选择,这里应该表扬米联客,如果你的工程不需要用到读,那你就只使能写,这样可以节约fpga资源;
AXI数据位宽:
必须与FDMA的配置保持一致;这里我将IP做了修改,该参数修改为可选项有限,如下:
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读写FIFO缓存深度:
IP内部有用到FIFO,这里就是FIFO的数据深度设置,具体为什么要用FIFO以及用FIFO的作用请看我之前的文章FDMA控制器这里我将IP做了修改,该参数修改为可选项有限,如下:
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如果数据量小的话可以选1024,数据量大的话可以选4096,具体情况具体选择吧,不懂的也可以联系问我;
读写数据的起始地址:
这里指的是数据缓存的首地址,IP内部根据一帧数据的完成对起始地址进行了累加,具体看代码吧,也可以参考我之前的文章FDMA控制器
读写数据“偏移”地址:
这里的偏移打了引号,因为他不是正真的偏移,IP内部代码关于读写地址部分如下:
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其中fdma_wbufn就是根据一帧数据的完成对起始地址进行了累加,W_addr就是根据突发数据进行的所谓偏移地址的增加,可能讲不清楚,具体可以联系问我吧;
读写缓存帧数:
这里很好理解,就是存几帧,这里我将IP做了修改,该参数修改为可选项有限,如下:
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输入和输出数据位宽:
这里选32是为了和FIFO深度和AXI数据位宽进行适配;
FDMA单次突发的分传次数:
这里是为了解决4K边界的问题,具体参考我之前的文章FDMA控制器这里我将IP做了修改,该参数修改为可选项有限,如下:
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读写单次突发的长度和次数:
因为DFMA控制器直接略过了AXI突发长度的问题,用FDMA单次突发的分传次数完美取代了,所以读写单次突发的长度可以由用户自定义,无需再考虑4K对齐,以1080P视频为例,完全可以设置单次直接突发为一行数据,即1920,突发次数为1080行,一次类推;
单次突发跨度:
比如我想写如720p视频,却以1080P视频时序读出来,这里就有用了,跨度直接设置为1280,后面的工程由讲解;
米联客还配套给出了一个地址切换的IP,如下:
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这个ip米联客干脆就没有介绍,可能觉得太简单了,我这里解析如下:
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可以看到,这个IP其实还是有点绕的,使用方法官方也没有说,这里我给的注释应该能看得懂吧,这里我将IP做了修改,该参数修改为可选项有限,如下:
在这里插入图片描述
米联客FDMA3.1数据缓存方案全网最细讲解,自创升级版,送3套视频和音频缓存工程源码_第14张图片
工程讲解:
工程1:
开发板:Kintex7开发板;
开发环境:vivado2019.1;
输入:HDMI视频1080P,IT6802解码;
输出:HDMI视频1080P;
BD工程:
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IP配置:
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代码架构:
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工程2:
开发板:Kintex7开发板;
开发环境:vivado2019.1;
输入:OV5640摄像头720P;
输出:HDMI视频1080P;
BD工程:
同工程1;
IP配置:
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这里是720P输入1080P输出,所以跨度这里的设置不一样,要好好理解,不懂得联系问我吧;
代码架构:
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工程3:
开发板:Kintex7开发板;
开发环境:vivado2019.1;
输入:音频数据,WM8731解码;
输出:音频数据,WM8731编码;
BD工程:
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IP配置:
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这里说明一下:
音频串并转换后一个音频点是32为数据,采样率48K,双通道,所以每秒的数据量就是:
48000*2=96000;
IP里的单次突发读写长度设置为960,实际就是单次读写10ms的音频;
IP里的突发读写次数设置为1000,实际就是一共读写10s的音频;
具体可参考我之前写得文章音频缓存
代码架构:
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输出结果:工程1如下:

工程1输出效果


工程2如下:

工程2输出效果


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