我的创作纪念日

机缘

玩过图像缩放都不好意思说自己玩儿过FPGA，这是CSDN某大佬说过的一句话，鄙人深信不疑。。。

目前市面上主流的FPGA图像缩放方案如下：1：Xilinx的HLS方案，该方案简单，易于实现，但只能用于Xilinx自家的FPGA；2：非纯Verilog方案，大部分代码使用Verilog实现，但中间的fifo或ram等使用了IP，导致移植性变差，难以在Xilinx、Altera和国产FPGA之间自由移植；3：纯Verilog方案；

本文使用Xilinx Zynq7000系列FPGA Zynq7020实现Video Processing Subsystem图像缩放，输入视频源采用OV5640摄像头模组；FPGA采集OV5640摄像头视频DVP转RGB888，调用Zynq软核的片内i2c控制器将OV5640配置为1280x720@30Hz分辨率；然后调用Xilinx官方的Video In to AXI4-Stream IP核将RGB视频流转换为AXI4-Stream视频流；然后调用Xilinx官方的Video Processing Subsystem IP核将输入视频进行任意尺寸图像缩放操作，该操作通过Zynq软核SDK软件配置，其本质为通过AXI_Lite 做寄存器配置；然后调用Xilinx官方的VDMA IP将视频做PS侧DDR3的视频缓存操作，调用Zynq将VDMA配置为三帧缓存，其本质为通过AXI_Lite 做寄存器配置；然后调用Xilinx官方的Video Timing Controller IP和AXI4-Stream to Video Out IP将AXI4-Stream视频流转换为RGB视频流；然后添加自定义的HDMI发送IP将RGB视频转换为TMDS的差分视频送显示器显示；提供一套vivado2019.1版本的工程源码和技术支持；

本博客详细描述了Zynq-7000系列FPGA使用 Video Processing Subsystem 实现图像缩放的设计方案，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学习提升，可应用于医疗、军工等行业的高速接口或图像处理领域；整个工程调用Zynq软核做IP的配置，Zynq的配置在SDK里以C语言软件代码的形式运行，所以整个工程包括FPGA逻辑设计和SDK软件设计两部分，需要具备FPGA和嵌入式C语言的综合能力，不适合初学者或者小白。

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收获

玩过图像缩放都不好意思说自己玩儿过FPGA，这是CSDN某大佬说过的一句话，鄙人深信不疑。。。

目前市面上主流的FPGA图像缩放方案如下：1：Xilinx的HLS方案，该方案简单，易于实现，但只能用于Xilinx自家的FPGA；2：非纯Verilog方案，大部分代码使用Verilog实现，但中间的fifo或ram等使用了IP，导致移植性变差，难以在Xilinx、Altera和国产FPGA之间自由移植；3：纯Verilog方案；

本文使用Xilinx Zynq7000系列FPGA Zynq7020实现Video Processing Subsystem图像缩放，输入视频源采用OV5640摄像头模组；FPGA采集OV5640摄像头视频DVP转RGB888，调用Zynq软核的片内i2c控制器将OV5640配置为1280x720@30Hz分辨率；然后调用Xilinx官方的Video In to AXI4-Stream IP核将RGB视频流转换为AXI4-Stream视频流；然后调用Xilinx官方的Video Processing Subsystem IP核将输入视频进行任意尺寸图像缩放操作，该操作通过Zynq软核SDK软件配置，其本质为通过AXI_Lite 做寄存器配置；然后调用Xilinx官方的VDMA IP将视频做PS侧DDR3的视频缓存操作，调用Zynq将VDMA配置为三帧缓存，其本质为通过AXI_Lite 做寄存器配置；然后调用Xilinx官方的Video Timing Controller IP和AXI4-Stream to Video Out IP将AXI4-Stream视频流转换为RGB视频流；然后添加自定义的HDMI发送IP将RGB视频转换为TMDS的差分视频送显示器显示；提供一套vivado2019.1版本的工程源码和技术支持；

本博客详细描述了Zynq-7000系列FPGA使用 Video Processing Subsystem 实现图像缩放的设计方案，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学习提升，可应用于医疗、军工等行业的高速接口或图像处理领域；整个工程调用Zynq软核做IP的配置，Zynq的配置在SDK里以C语言软件代码的形式运行，所以整个工程包括FPGA逻辑设计和SDK软件设计两部分，需要具备FPGA和嵌入式C语言的综合能力，不适合初学者或者小白；

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日常

本文使用Xilinx Zynq7000系列FPGA Zynq7020实现Video Processing Subsystem图像缩放，输入视频源采用OV5640摄像头模组；FPGA采集OV5640摄像头视频DVP转RGB888，调用Zynq软核的片内i2c控制器将OV5640配置为1280x720@30Hz分辨率；然后调用Xilinx官方的Video In to AXI4-Stream IP核将RGB视频流转换为AXI4-Stream视频流；然后调用Xilinx官方的Video Processing Subsystem IP核将输入视频进行任意尺寸图像缩放操作，该操作通过Zynq软核SDK软件配置，其本质为通过AXI_Lite 做寄存器配置；然后调用Xilinx官方的VDMA IP将视频做PS侧DDR3的视频缓存操作，调用Zynq将VDMA配置为三帧缓存，其本质为通过AXI_Lite 做寄存器配置；然后调用Xilinx官方的Video Timing Controller IP和AXI4-Stream to Video Out IP将AXI4-Stream视频流转换为RGB视频流；然后添加自定义的HDMI发送IP将RGB视频转换为TMDS的差分视频送显示器显示；提供一套vivado2019.1版本的工程源码和技术支持；

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成就

由于工程所用到的IP都是常用IP，所以这里重点介绍一下Video Processing Subsystem；Video Processing Subsystem有缩放、去隔行、颜色空间转换等功能，这里仅使用图像缩放功能；其特点如下：适用于Xilinx所有系列的FPGA器件；支持最大分辨率：8K，即可以处理高达8K的视频；输入视频格式：AXI4-Stream；输出视频格式：AXI4-Stream；需要SDK软件配置，其本质为通过AXI_Lite 做寄存器配置；提供自定义的配置API，通过调用该库函数即可轻松使用，具体参考SDK代码；模块占用的FPGA逻辑资源更小，相比于自己写的HLS图像缩放而言，官方的Video Processing Subsystem资源占用大约减小30%左右，且更高效：Video Processing Subsystem逻辑资源如下，请谨慎评估你的FPGA资源情况；

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憧憬

vivado版本不一致处理

1：如果你的vivado版本与本工程vivado版本一致，则直接打开工程；

2：如果你的vivado版本低于本工程vivado版本，则需要打开工程后，点击文件-->另存为；但此方法并不保险，最保险的方法是将你的vivado版本升级到本工程vivado的版本或者更高版本；