Zynq非Video Mixer方案实现视频叠加输出，无需SDK配置，提供工程源码和技术支持

1、前言

关于Zynq使用Video Mixer方案实现视频叠加输出方案请参考点击查看：Video Mixer方案
对于Zynq和Microblaze的用户而言，要想实现视频叠加输出，多半要使用Xilinx推荐的Video Mixer方案，该方案目前来说稳定可靠，但并非完美，需要SDK配置，且配置C语言程序比较复杂，对于不熟悉嵌入式c开发的FPGA工程师而言比较困难，本文就是要去掉Video Mixer直接实现于Zynq和Microblaze的视频叠加输出；
本文详细描述了设计方案，工程代码编译通过后上板调试验证，文章末尾有演示视频；
可直接项目移植，适用于在校学生做毕业设计、研究生项目开发；
也适用于在职工程师做项目开发，可应用于医疗、军工等行业的数字成像和图像传输领域；
提供完整的、跑通的工程源码和技术支持；
工程源码和技术支持的获取方式放在了文章末尾，请耐心看到最后；
前面写过一篇Zynq中取代VDMA的文章点击查看：取代VDMA
前面写过一篇在纯FPGA上实现视频叠加输出的文章纯FPGA上实现视频叠加本文也是基于该设计修改的；

2、Video Mixer的不便之处

就目前而言，Video Mixer有如下不便之处：

1：需要将视频转为AXI4-Stream流，然后经VDMA缓存，无论是自己用fifo转还是使用官方的Video In to AXI4-Stream IP转，无疑都增加了资源消耗，对资源紧张的FPGA不宜，再者也加大了FPGA开发难度，对于刚入门的兄弟而言望而却步，最后，Video In to AXI4-Stream这个 IP也是个黑箱，出了问题排查问题太繁琐；
2：需要SDK配置，跑个Video Mixer还要打开SDK去调用官方库函数进行一大堆配置，无疑是烦，加之有些做硬件的兄弟c语言水平跟我一样菜，根本就搞不定嵌入式C，只想安安心心地干点儿FPGA的活儿就这么难吗？哈哈。。。
3：Video Mixer输出还要调用VDMA、Video Time Controller和AXI4-Stream to Video Out这两个IP才能实现AXI4-Stream视频流到VGA时序的转换，实属费力又不讨好，还是同样的问题，增加资源消耗，黑箱操作，出了问题排查太繁琐；

3、FDMA取代Video Mixer实现视频叠加输出

前面的文章大量使用过FDMA，但都是讲图像缓存至FPGA的DDR，这次用FDMA将图像缓存至Zynq器件PS端的DDR，FDMA具有以下优势：

1：不需要将输入视频转为AXI4-Stream流；节约资源，开发难度低；
2：不需要VDMA做图像缓存；
3：不需要SDK配置，不要要会嵌入式C，纯FPGA开发者的福音；
4：看得到的源码，不存在黑箱操作问题；

FDMA与Zynq的PS端DDR图像缓存后叠加输出大体架构如下：

就这么简单的实现了Zynq系列PL与PS交互的图像缓存方案；

4、Vivado工程详解

开发板：Xilinx Zynq7100开发板；
开发环境：Vivado2019.1；
输入：Ov5640摄像头，分辨率960x540；
输出：HDMI，分辨率1920x1080；

工程架构如下：

整个处理过程Zynq的PS端仅仅提供了一个时钟给到PL端而已，其他任何事儿没干，够简单了吗？正因为PS端除了时钟外啥事儿没干，所以在SDK里只需要跑一个Hello Word死循环就足矣；而且还是官方自己生成的Hello Word，根本不需要写任何c语言代码，玩儿zyqn就这么简单。。。
ov5640配置为960x540分辨率，并复制为4路模拟4路图像输入，调用4路FDMA实现图像缓存，然后分地址读出4路图像叠加在1080P的VGA时序上输出。
工程BD如下：

Ov5640摄像头分辨率设置如下：这里设置分辨率为960x540；

VGA时序输出图像起始坐标和显示总大小设置如下：这里设置为1920x1080；

图像起始坐标设置为0，也就是从屏幕左上角处开始显示；
显示总大小设置为1920x1080，刚好放得下4路960x540的视频叠加；
导出硬件后的代码架构如下：

SDK代码如下：真的就只有Hello Word；

int main()
{
    init_platform();
    print("Hello World\n\r");
    cleanup_platform();
    return 0;
}

5、上板调试验证并演示

静态演示如下：

动态演示如下：

Zynq非Video Mixer方案实现视频叠加输出

6、福利：工程代码的获取

福利：工程代码的获取
代码太大，无法邮箱发送，以某度网盘链接方式发送，
资料获取方式：私，或者文章末尾的V名片。
网盘资料如下：