FPGA基于XDMA实现PCIE X4的HDMI视频采集 提供工程源码和QT上位机程序和技术支持

目录

  • 1、前言
  • 2、我已有的PCIE方案
  • 3、PCIE理论
  • 4、总体设计思路和方案
  • 5、vivado工程详解
  • 6、驱动安装
  • 7、QT上位机软件
  • 8、上板调试验证
  • 9、福利:工程代码的获取

1、前言

PCIE(PCI Express)采用了目前业内流行的点对点串行连接,比起 PCI 以及更早期的计算机总线的共享并行架构,每个设备都有自己的专用连接,不需要向整个总线请求带宽,而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率,达到 PCI 所不能提供的高带宽,是目前各行业高速接口的优先选择方向,具有很高的实用价值和学习价值;

本设计使用Xilinx官方的XDMA方案搭建基于Xilinx系列FPGA的PCIE通信平台,该方案只适用于Xilinx系列FPGA,一并提供了XDMA的安装驱动和QT上位机源代码,省去了使用XDMA繁琐的驱动寻找和上位机软件开发的不知所措,并以搭建好vivado工程,省去了不知道如何使用XDMA的尴尬,使得PCIE的使用变得简单易上手,而不用关心其复杂的PCIE协议;由于我的开发板只支持PCIE X4,所以提供的代码是PCIE X4架构,若需要PCIE X1、 X2、 X8、 X16、 X32的朋友,可自行修改本工程,也可关注我,我会实时发布新的工程。

本工程实现基础的PCIE测速试验上进行了修改,利用开发板自带的HDMI输入接口,实时采集HDMI输入视频,缓存DDR3后输出XDMA,通过PCIE发送给QT上位机显示程序;

本文详细描述了基于XDMA搭建PCIE的HDMI视频采集设计方案,工程代码可综合编译上板调试,可直接项目移植,适用于在校学生、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、军工等行业的高速接口和图像传输领域;
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;

2、我已有的PCIE方案

我的主页有PCIE通信专栏,既有基于RIFFA实现的PCIE方案,也有基于XDMA实现的PCIE方案;既有简单的数据交互、测速,也有应用级别的图像采集传输,以下是专栏地址:
点击直接前往

3、PCIE理论

这部分可自行百度或csdn或知乎学习理论知识,其实用了XDMA,已经不太需要直到PCIE复杂的协议和理论了。。。

4、总体设计思路和方案

总体设计思路和方案如下:
FPGA基于XDMA实现PCIE X4的HDMI视频采集 提供工程源码和QT上位机程序和技术支持_第1张图片
PCIe 通信例程由三部分组成:FPGA 端程序、PCIe 卡驱动、PCIe 上位机测试程序:
FPGA 端工程:负责建立与 PCIe 通信需具备的 FPGA 框架,PCIe 通信协议的构建;
PCIe 驱动:负责上位机测试程序与 PCIe 卡的数据交换;
PCIe 上位机测试程序:此处时PCIe 显示;

视频输入:笔记本模拟HDMI视频输入源;
HDMI解码,使用silicon9134芯片完成HDMI解码,silicon9134需要i2c配置才能使用,关于silicon9134的i2c配置使用,请参考我之前写的文章:点击直接前往
图像缓存:使用AXI4总线实现了图像读写DDR3,此处做了3帧缓存;
输出:PCIE X4;
QT测速上位机:提供源代码和可执行程序,发开版本为QT5.6.2;

5、vivado工程详解

开发板FPGA型号:Xilinx xc7a100tfgg484-2;
开发环境:Vivado2019.1;
输入:HDMI;
输出:PCIE X4;
应用:QT上位机显示试验;
工程BD如下:
FPGA基于XDMA实现PCIE X4的HDMI视频采集 提供工程源码和QT上位机程序和技术支持_第2张图片
FPGA基于XDMA实现PCIE X4的HDMI视频采集 提供工程源码和QT上位机程序和技术支持_第3张图片
综合后的工程代码架构如下:
FPGA基于XDMA实现PCIE X4的HDMI视频采集 提供工程源码和QT上位机程序和技术支持_第4张图片
综合编译完成后的FPGA资源消耗和功耗预估如下:
FPGA基于XDMA实现PCIE X4的HDMI视频采集 提供工程源码和QT上位机程序和技术支持_第5张图片

6、驱动安装

提供提供Win系统驱动,目录如下:
FPGA基于XDMA实现PCIE X4的HDMI视频采集 提供工程源码和QT上位机程序和技术支持_第6张图片
驱动安装参考前面的测速试验:点击直接前往

7、QT上位机软件

QT显示上位机:提供源代码和可执行程序,发开版本为QT5.6.2;位置如下:
FPGA基于XDMA实现PCIE X4的HDMI视频采集 提供工程源码和QT上位机程序和技术支持_第7张图片
部分源码截图如下:
FPGA基于XDMA实现PCIE X4的HDMI视频采集 提供工程源码和QT上位机程序和技术支持_第8张图片

8、上板调试验证

开启上位机测程序进行 PCIe 显示测试,打开下图的显示软件 pcie2screen,软件在如下位置,实验结果如下:
FPGA基于XDMA实现PCIE X4的HDMI视频采集 提供工程源码和QT上位机程序和技术支持_第9张图片
打开上位机以后可以看到软件暂停播放:
FPGA基于XDMA实现PCIE X4的HDMI视频采集 提供工程源码和QT上位机程序和技术支持_第10张图片
点击中间的按钮,开始播放 HDMI 输入视频源的视频:

9、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:
在这里插入图片描述
FPGA基于XDMA实现PCIE X4的HDMI视频采集 提供工程源码和QT上位机程序和技术支持_第11张图片

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