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XtremeDSP视频入门套件(VSK)加速FPGA上的视频
精密电阻 2024-04-22

随着下一代视频压缩标准的出现,业界已经从基本视频处理转向更复杂的集成处理解决方案,这使得系统的要求超过了独立DSP的视频性能。

FPGA以不到30美元的价格提供高于20GMACs的DSP性能,从而填补了对成本敏感的军事,汽车,医疗,消费,工业和安全应用的空白。

只有FPGA可以提供逻辑,嵌入式处理,操作系统支持和驱动程序,以提供完整的端到端视频解决方案。

阻碍开发人员将FPGA用于视频应用的因素不是缺乏对FPGA性能优势的了解,而是缺乏使用其设计流程的经验,特别是对于习惯于使用C语言编程的传统DSP程序的开发人员而言。

开发人员可以利用FPGA的灵活性来配置针对特定应用优化的硬件架构,从而发挥器件的性能优势。

这种灵活性为开发过程增加了自由度,同时也增加了其复杂性。

XtremeDSP视频入门套件(VSK)提供了一个完整且易于使用的设计环境。

该开发套件包括应用示例,并完全支持标准工具流程,这有助于加快设计过程,并仍实现最终产品的差异化。

使用基本平台开发视频应用程序称为基本平台的嵌入式系统提供了一个框架,您可以从中使用VSK开发视频应用程序。

基本平台是使用Xilinx Platform Studio的Base System Builder(BSB)创建的嵌入式系统,其中包括MicroBlaze嵌入式处理器。

该框架可以为新设计提供起点,也可以用作移植在基于处理器的系统上开发的现有应用程序的便捷方式。

在MicroBlaze处理器上,很容易为外部处理器重新编译任何C代码。

一旦连接了高性能视频链路,就可以将其从软件移植到FPGA架构中。

为了协助此迁移,VSK包括一个自定义的外围IP库,可以使用Platform Studio轻松将其添加到基本系统中,还可以连接到视频接口,管理数据帧以及执行内存访问和基本视频处理。

这些自定义外围设备包括:DVI输入DVI输出摄像机视频帧缓冲控制器(VFBC)视频处理管道。

该VFBC非常适合需要对二维数据进行硬件控制以实现实时操作的视频应用。

使用VSK参考设计快速启动开发过程VSK提供了三种参考设计,可以快速启动在FPGA上运行的视频应用程序的开发过程。

每个参考设计都建立在一个基本平台上,并使用VSK IP库中的自定义外围设备。

表1列出了参考设计以及所示的视频处理和连接功能。

这些参考设计旨在提供一个可以在此基础上进一步开发的起点。

 使用基于模型的设计创建视频应用程序为了加速FPGA上的视频应用程序,您需要将对性能至关重要的操作从处理器上运行的软件迁移到硬件。

VSK支持多种硬件设计流程,包括使用VHDL / Verilog播放可靠的硬件设计背景流程,以及使用需要很少或不需要硬件的更抽象的建模环境(包括C,MATLAB和Simulink)。

设计经验的过程。

MathWorks Simulink是基于模型的设计环境,可用于开发视频系统的算法模型。

MathWorks为Simulink提供了一组可选的视频和图像模块,其中包括一组丰富的视频构建块,可用于方便地处理流视频并在模型的每个步骤中显示结果。

您可以首先使用浮点数据类型以及高级视频和图像处理模块来为视频处理算法本身建立一个抽象模型,然后以设计者认为可以权衡复杂性,系统成本和性能的方式优化该算法。