FPGA实现Aurora 8B10B视频点对点传输,基于GTP高速收发器,提供4套工程源码和技术支持
目录
- 1、前言
- Aurora 8B10B是啥?
- 工程概述
- 免责声明
- 2、相关方案推荐
- 我已有的所有工程源码总目录----方便你快速找到自己喜欢的项目
- 我这里已有的 GT 高速接口解决方案
- 本设计的GTP高速收发器配置Aurora 8B10B方案
- 3、工程详细设计方案
- 工程设计原理框图
- 输入Sensor之-->OV5640摄像头
- 输入Sensor之-->RTL解码的HDMI
- Native视频转AXIS流
- AXIS视频流重组
- Aurora 8B10B视频传输传输架构
- Aurora 8B10B IP核简介
- Aurora 8B10B 基本结构
- Aurora 8B10B 发送流程
- Aurora 8B10B 接收流程
- Aurora 8B10B 时钟架构
- Aurora 8B10B IP核调用和使用
- AXIS视频流恢复
- AXIS视频流写缓存
- AXIS视频流读缓存
- HDMI视频输出架构
- 点对点视频发送端工程源码架构
- 点对点视频接收端工程源码架构
- 4、vivado工程源码1详解-->Artix7--35T,点对点OV5640视频转SFP光口发送
- 5、vivado工程源码2详解-->Artix7--35T,点对点SFP光口接收OV5640视频转HDMI
- 6、vivado工程源码3详解-->Artix7--35T,点对点HDMI视频转SFP光口发送
- 7、vivado工程源码4详解-->Artix7--35T,点对点SFP光口接收HDMI视频转HDMI
- 8、工程移植说明
- vivado版本不一致处理
- FPGA型号不一致处理
- 其他注意事项
- 9、上板调试验证
- 准备工作
- Aurora 8B10B 视频点对点传输效果演示
- 10、工程代码的获取
FPGA实现Aurora 8B10B视频点对点传输,基于GTP高速收发器,提供4套工程源码和技术支持
FPGA实现Aurora 8B10B图像视频传输
1、前言
Aurora 8B10B是啥?
Aurora 8B10B 是由Xilinx(现AMD)开发的轻量级链路层协议,用于FPGA间的高速点对点串行通信。它基于8B/10B编码方案,提供简化的数据封装和流控制机制,主要应用于需要低延迟、高可靠性传输的场景;
Aurora 8B10B核心作用如下:
1、高速数据传输:通过SerDes收发器实现Gbps级数据传输
2、简化通信协议:仅需基本流控制,无需复杂协议栈
3、可靠传输:内置CRC校验和错误检测机制
4、灵活扩展:支持通道绑定(多通道聚合)
Aurora 8B10B主要工程应用如下:
博主之前用Xilinx GTP收发器实现过Aurora 8B10B编解码,本博客用的则是Xilinx的标准集成Aurora 8B10B IP核,这两种方法都能实现Aurora 8B10B编解码,区别如下:
Xilinx GTP收发器 vs 标准集成Aurora 8B10B IP核对比如下:
1、用户数据接口不同;
GTP收发器实现过Aurora 8B10B用户数据接口为并行数据;
标准集成Aurora 8B10B IP核用户数据接口为AXI4-Stream流数据;
2、数据对齐不同
GTP收发器实现过Aurora 8B10B输出的数据没有对齐,需要用户自己写逻辑电路对齐;
标准集成Aurora 8B10B IP核输出的数据是经过内部处理后的对齐数据,用户无需自己写逻辑电路对齐;
3、设计难度不同
GTP收发器实现过Aurora 8B10B设计难度较大,需要对GTP高速收发器链路层和物理层有深刻理解,比如PCS和PMA;GTP预留的很多接口直接和底层协议挂钩,无论是配置难度还是使用难度都很大,对设计者技术要求较高;
标准集成Aurora 8B10B IP核则简单很多,无需理解高速收发器链路层和物理层,无论是配置难度还是使用难度都很小,对设计者技术要求较低;
工程概述
本设计使用Xilinx Artix7系列FPGA为平台,基于GTP高速收发器实现Aurora 8B10B视频点对点传输,所谓点对点传输,也就是两块FPGA开发板之间的相互传输;比如FPGA开发板1采集视频并通过SFP光口输出,FPGA开发板2通过SFP光口接收视频然后转HDMI输出给显示器;本设计旨在为读者提供一套精简版的、基于Aurora 8B10B编解码的视频点对点收发架构;
视频发送端处理流程如下:
FPGA开发板1的视频输入源有多种,一种是板载的HDMI输入接口,另一种是传统摄像头,包括OV7725、OV5640和AR0135;如果你的FPGA开发板没有视频输入接口,或者你的手里没有摄像头时,可以使用FPGA逻辑实现的动态彩条模拟输入视频,代码里通过parametr参数选择视频源,默认不使用动态彩条;FPGA首先对摄像头进行i2c初始化配置,然后采集摄像头视频;然后采集视频送入Xilinx官方的Video In To AXI4-Stream IP核实现Native视频转换到AXI4-Stream视频流;然后AXI4-Stream视频流再送入纯verilog代码实现的AXIS视频流重组模块实现信号重组,因为Aurora 8B10B发送接口不带tuser信号,所以需要将tuser嵌入到数据流中传输;然后视频流送入Xilinx官方的Aurora 8B10B IP核实现8B10B数据编码,数据以高速差分信号输出,经板载的SFP光口发送至远端节点;
视频接收端处理流程如下:
FPGA开发板2用板载的SFP光口的光纤接收视频,经SFP-RX接口输入高速差分信号再进入Xilinx官方的Aurora 8B10B IP核实现8B10B数据解码,输出AXI4-Stream视频流;AXI4-Stream视频流再送入纯verilog代码实现的AXIS视频流重组模块实现信号恢复,因为Aurora 8B10B接收接口不带tuser信号,所以需要在嵌入数据中的tuser恢复出来;然后AXI4-Stream视频流送入本博主自研的纯verilog实现的、AXI4-Stream接口的图像写缓存模块,实现视频写入DDR缓存操作;然后使用本博主自研的纯verilog实现的、AXI4-Stream接口的图像读缓存模块,实现视频从DDR读出操作;然后读出的视频送入纯verilog实现的Native视频时序模块实现视频同步;然后使用RGB转HDMI模块或者专用芯片实现RGB视频流转HDMI差分视频信号;最后用显示器显示视频即可;
针对市场主流需求,本博客设计并提供4套工程源码,具体如下:
现对上述4套工程源码做如下解释,方便读者理解:
工程源码1:点对点传输案例1的视频发送端工程
此工程为点对点传输案例1的视频发送端工程,即视频Aurora 8B10B编码转SFP光口输出;FPGA开发板1的输入视频为OV5640摄像头或者动态彩条,默认使用OV5640;FPGA首先使用纯Verilog实现的i2c总线对摄像头进行初始化配置,分辨率配置为1280x720@30Hz;然后采集输入视频,将输入的两个时钟传输一个RGB565像素的视频采集为一个时钟传输一个RGB888像素的视频;然后采集视频送入Xilinx官方的Video In To AXI4-Stream IP核实现Native视频转换到AXI4-Stream视频流;然后AXI4-Stream视频流再送入纯verilog代码实现的AXIS视频流重组模块实现信号重组,因为Aurora 8B10B发送接口不带tuser信号,所以需要将tuser嵌入到数据流中传输;然后视频流送入Xilinx官方的Aurora 8B10B IP核实现8B10B数据编码,数据以高速差分信号输出,经板载的SFP光口发送至远端节点,输出分辨率为1280x720@60Hz;由此形成Sensor+8b/10b编码+SFP光口的高端架构;该工程适用于视频转SFP光口光端机应用;
工程源码2:点对点传输案例1的视频接收端工程
此工程为点对点传输案例1的视频接收端工程,即SFP光口视频接收Aurora 8B10B解码转HDMI输出;FPGA开发板2用板载的SFP光口的光纤接收视频,经SFP-RX接口输入高速差分信号再进入Xilinx官方的Aurora 8B10B IP核实现8B10B数据解码,输出AXI4-Stream视频流;AXI4-Stream视频流再送入纯verilog代码实现的AXIS视频流重组模块实现信号恢复,因为Aurora 8B10B接收接口不带tuser信号,所以需要在嵌入数据中的tuser恢复出来;然后AXI4-Stream视频流送入本博主自研的纯verilog实现的、AXI4-Stream接口的图像写缓存模块,实现视频写入DDR缓存操作;然后使用本博主自研的纯verilog实现的、AXI4-Stream接口的图像读缓存模块,实现视频从DDR读出操作;然后读出的视频送入纯verilog实现的Native视频时序模块实现视频同步;然后使用RGB转HDMI模块或者专用芯片实现RGB视频流转HDMI差分视频信号;最后用显示器显示视频即可,输出分辨率为1280x720@60Hz;由此形成Sensor+8b/10b编码+SFP光口的高端架构;该工程适用于视频转SFP光口光端机应用;
工程源码3:点对点传输案例2的视频发送端工程
此工程为点对点传输案例2的视频发送端工程,即视频Aurora 8B10B编码转SFP光口输出;FPGA开发板1的输入视频为板载的HDMI输入接口,使用笔记本电脑模拟HDMI输入设备连接到开发板HDMI输入接口;HDMI解码方式为纯VHDL代码方案;首先FPGA纯verilog实现的i2c配置模块完成HDMI RX的DDC接口配置,EDID配置为1920x1080@60Hz,使用纯VDHL代码实现的HDMI转RGB模块实现输入HDMI视频解码操作,并输出Native的RGB888视频流;为了支持1920x1080@60Hz,在硬件设计上需要加上驱动芯片,本设计采用TMDS141RHAR,也可采用其他型号;然后采集视频送入Xilinx官方的Video In To AXI4-Stream IP核实现Native视频转换到AXI4-Stream视频流;然后AXI4-Stream视频流再送入纯verilog代码实现的AXIS视频流重组模块实现信号重组,因为Aurora 8B10B发送接口不带tuser信号,所以需要将tuser嵌入到数据流中传输;然后视频流送入Xilinx官方的Aurora 8B10B IP核实现8B10B数据编码,数据以高速差分信号输出,经板载的SFP光口发送至远端节点,输出分辨率为1920x1080@60Hz;由此形成Sensor+8b/10b编码+SFP光口的高端架构;该工程适用于视频转SFP光口光端机应用;
工程源码4:点对点传输案例2的视频接收端工程
此工程为点对点传输案例2的视频接收端工程,即SFP光口视频接收Aurora 8B10B解码转HDMI输出;FPGA开发板2用板载的SFP光口的光纤接收视频,经SFP-RX接口输入高速差分信号再进入Xilinx官方的Aurora 8B10B IP核实现8B10B数据解码,输出AXI4-Stream视频流;AXI4-Stream视频流再送入纯verilog代码实现的AXIS视频流重组模块实现信号恢复,因为Aurora 8B10B接收接口不带tuser信号,所以需要在嵌入数据中的tuser恢复出来;然后AXI4-Stream视频流送入本博主自研的纯verilog实现的、AXI4-Stream接口的图像写缓存模块,实现视频写入DDR缓存操作;然后使用本博主自研的纯verilog实现的、AXI4-Stream接口的图像读缓存模块,实现视频从DDR读出操作;然后读出的视频送入纯verilog实现的Native视频时序模块实现视频同步;然后使用RGB转HDMI模块或者专用芯片实现RGB视频流转HDMI差分视频信号;最后用显示器显示视频即可,输出分辨率为1920x1080@60Hz;由此形成Sensor+8b/10b编码+SFP光口的高端架构;该工程适用于视频转SFP光口光端机应用;
本博客详细描述了FPGA实现Aurora 8B10B视频点对点传输的设计方案,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;
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;
免责声明
本工程及其源码即有自己写的一部分,也有网络公开渠道获取的一部分(包括CSDN、Xilinx官网、Altera官网等等),若大佬们觉得有所冒犯,请私信批评教育;基于此,本工程及其源码仅限于读者或粉丝个人学习和研究,禁止用于商业用途,若由于读者或粉丝自身原因用于商业用途所导致的法律问题,与本博客及博主无关,请谨慎使用。。。
2、相关方案推荐
我已有的所有工程源码总目录----方便你快速找到自己喜欢的项目
其实一直有朋友反馈,说我的博客文章太多了,乱花渐欲迷人,自己看得一头雾水,不方便快速定位找到自己想要的项目,所以本博文置顶,列出我目前已有的所有项目,并给出总目录,每个项目的文章链接,当然,本博文实时更新。。。以下是博客地址:
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我这里已有的 GT 高速接口解决方案
我的主页有FPGA GT 高速接口专栏,该专栏有 GTP 、 GTX 、 GTH 、 GTY 等GT 资源的视频传输例程和PCIE传输例程,其中 GTP基于A7系列FPGA开发板搭建,GTX基于K7或者ZYNQ系列FPGA开发板搭建,GTH基于KU或者V7系列FPGA开发板搭建,GTY基于KU+系列FPGA开发板搭建;以下是专栏地址:
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本设计的GTP高速收发器配置Aurora 8B10B方案
使用GTP高速收发器配置为Aurora 8B10B模式也可以实现和本设计类似的效果,只不过该方案设计难度更大,需要自己设计数据对齐电路,想挑战自我的读者,可以参考我之前发布的博客,链接如下:
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3、工程详细设计方案
工程设计原理框图
工程设计原理框图如下:
输入Sensor之–>OV5640摄像头
此模块为点对点视频发送端工程所独有;输入Sensor是本工程的输入设备,其一为OV5640摄像头,此外本博主在工程中还设计了动态彩条模块,彩条由FPGA内部逻辑产生,且是动态移动的,完全可模拟Sensor,输入源选择Sensor还是彩条,通过Sensor模块的顶层参数配置,默认选择Sensor输入;Sensor模块如下:
SENSOR_TYPE=0;则输出OV5640摄像头采集的视频;
SENSOR_TYPE=1;则输出动态彩条的视频;
OV5640摄像头需要i2c初始化配置,本设计配置为1280x720@30Hz分辨率,本设计提供纯verilog代码实现的i2c模块实现配置功能;此外,OV5640摄像头还需要图像采集模块实现两个时钟输出一个RGB565的视频转换为一个时钟输出一个RGB888视频,本设计提供纯verilog代码实现的图像采集模块实现配置功能;动态彩条则由FPGA内部逻辑实现,由纯verilog代码编写;将OV5640摄像头配置采集和动态彩条进行代码封装,形成helai_OVsensor.v的顶层模块,整个模块代码架构如下:
输入Sensor之–>RTL解码的HDMI
此模块为点对点视频发送端工程所独有;输入Sensor是本工程的输入设备,其二为板载的HDMI输入接口;输入源为板载的HDMI输入接口或动态彩条,分辨率为1920x1080@60Hz,使用笔记本电脑接入HDMI输入接口,以模拟输入Sensor;HDMI解码方案为纯VHDL解码;HDMI输入接口逻辑设计,必须要考虑DDC通信,即通过i2c总线与输入设备协商分辨率,即EDID配置;本设计提供纯VHDL代码实现的i2c模块实现EDID配置;此外,TMDS差分视频进入FPGA IO后,需要将其解码为RGB视频,使用纯VDHL代码实现的HDMI转RGB模块实现输入HDMI视频解码操作,并输出Native的RGB888视频流,本博主已将该代码封装为了自定义IP,可在vivado中直接调用,如下:
HDMI转RGB模块代码架构如下:
为了支持1080P@60Hz的输入视频,在硬件设计上需要加上驱动芯片,本设计采用TMDS141RHAR,也可采用其他型号,参考原理图如下:
可以通过Sensor模块的顶层参数配置,默认选择Sensor输入;Sensor模块如下:
SENSOR_TYPE=0;则输出HDMI接口采集的视频;
SENSOR_TYPE=1;则输出动态彩条的视频;
整个模块代码架构如下:
Native视频转AXIS流
此模块为点对点视频发送端工程所独有;然后采集视频送入Xilinx官方的Video In To AXI4-Stream IP核实现Native视频转换到AXI4-Stream视频流;如下:
AXIS视频流重组
此模块为点对点视频发送端工程所独有;然后AXI4-Stream视频流再送入纯verilog代码实现的AXIS视频流重组模块实现信号重组,因为Aurora 8B10B发送接口不带tuser信号,所以需要将tuser嵌入到数据流中传输;将AXIS视频流重组模块直接拖入Block Design中,如下:
Aurora 8B10B视频传输传输架构
Aurora 8B10B视频传输传输架构在视频点对点传输发送端和接收端都用到了;
然后视频流送入Xilinx官方的Aurora 8B10B IP核实现8B10B数据编码,数据以高速差分信号输出,经板载的SFP光口进行回环传输;经SFP-RX接口输入高速差分信号再进入Xilinx官方的Aurora 8B10B IP核实现8B10B数据解码,输出AXI4-Stream视频流;本设计基于GTP高速收发器实现Aurora 8B10B图像视频传输,Aurora 8B10B在Block Design中如下:
Aurora 8B10B图像视频传输架构的核心是Aurora 8B10B IP核的例化和使用,所以本章节我们重点讲解这个IP;
Aurora 8B10B IP核简介
关于Aurora 8B10B IP核介绍最详细的肯定是Xilinx官方的《pg046_Aurora 8B/10B LogiCORE IP Product Guide》,我们以此来解读,《pg046》PDF文档我已放在了资料包里;我用到的开发板FPGA型号为Xilinx–Artix7系列FPGA;带有4路GTP资源,每通道的收发速度为500 Mb/s到6.6 Gb/s之间。本设计使用的Aurora 8B10B IP核基于GTP高速收发器实现物理层和数据链路层;
Aurora 8B10B 基本结构
根据《pg046_Aurora 8B/10B LogiCORE IP Product Guide》,Aurora 8B10B 基本结构如下:
由上图可知,Aurora 8B10B IP核由四个核心模块构成,协同实现链路初始化、数据编解码及流控制:
通道逻辑(Lane Logic)
功能:驱动每个GT收发器(GTP/GTX/GTH),初始化收发器硬件,处理8B/10B编解码、错误检测(如CRC校验)
关键操作:检测控制字符(如空闲符、时钟补偿符),确保数据对齐
全局逻辑(Global Logic)
功能:管理多通道绑定(Lane Bonding),验证通道同步状态,生成随机空闲字符维持链路活性,监控所有通道的错误(如hard_err硬件错误、soft_err位错误)
错误处理:检测到严重错误时自动复位并重新初始化通道
发送用户接口(TX User Interface)
接口类型:支持AXI4-Stream帧接口(带tlast/tkeep)或流接口(简化无帧控制)
功能:将应用层数据封装为Aurora帧(添加SCP/ECP控制符),插入时钟补偿序列(每10,000字节插入12字节开销)
接收用户接口(RX User Interface)
功能:解析输入数据流,剥离SCP/ECP控制符,恢复原始数据帧并通过AXI4-Stream输出;支持流量控制(如UFC/NFC)
特点:无弹性缓冲,依赖实时流控避免溢出
用户数据接口对比
Aurora 8B10B支持帧接口 (Framing) 流接口 (Streaming),对比如下:
Aurora 8B10B 发送流程
Aurora 8B10B用户发送数据使用帧接口(AXI4-Stream),包括以下流程:
用户发起传输
应用层置位s_axi_tx_tvalid并输出数据至s_axi_tx_tdata,同时用s_axi_tx_tlast标识帧结束,s_axi_tx_tkeep标记末尾有效字节
IP核组帧
当s_axi_tx_tready与s_axi_tx_tvalid同时有效时,IP核采样数据
组帧规则:
帧首添加2字节SCP(Start Channel Protocol)
帧尾添加2字节ECP(End Channel Protocol)
若数据字节数为奇数,末尾补PAD字符
插入控制序列
在数据间隙插入空闲字符或时钟补偿序列(CC),优先级高于数据传输
发送过程中可通过拉低s_axi_tx_tvalid暂停传输(流控)
串行化输出
数据经GT收发器进行8B/10B编码,转为串行信号通过物理链路发送
使用总结
以上流程为Aurora 8B10B IP核内部实现,开发者只需了解即可,无需关心起具体实现细节,开发者只需把发送数据转换为AXI4-Stream数据流送入Aurora 8B10B用户发送接口即可;
Aurora 8B10B 接收流程
数据解析
GT收发器接收串行数据,进行字对齐和8B/10B解码
通道逻辑检测并剥离SCP、ECP、PAD及空闲字符,提取有效负载
帧恢复与输出
恢复的数据通过AXI4-Stream接口输出:
m_axi_rx_tvalid标识有效数据
m_axi_rx_tlast标识帧结束
m_axi_rx_tkeep标记帧末有效字节(仅当tlast有效时)
无流控信号:接收端无tready,需应用层实时消费数据
错误检测
实时监测编解码错误(置位soft_err)或帧结构错误(如连续SCP,置位frame_err)
使用总结
以上流程为Aurora 8B10B IP核内部实现,开发者只需了解即可,无需关心起具体实现细节,开发者只需把Aurora 8B10B IP核输出的AXI4-Stream数据流送入自己的接收模块即可进行具体分析和处理;
Aurora 8B10B 时钟架构
Aurora 8B10B IP核涉及多时钟域协同,关键时钟信号如下:
时钟交互要点:
跨时钟域同步:INIT_CLK用于复位逻辑(gt_reset需同步至该时钟域),避免亚稳态
用户时钟生成:USER_CLK由GT收发器的CDR(时钟数据恢复)电路产生,确保与输入数据同步
抖动要求:参考时钟(GT_REFCLK)需满足严格抖动限制(通常<1 ps RMS),否则高线速下链路失锁
Aurora 8B10B IP核调用和使用
Aurora 8B10B IP核调用和使用很简单,通过vivado的UI界面即可完成,如下:
然后配置如下:
具体配置要根据自己的项目需求而定,上图只是博主的配置,仅供参考;
AXIS视频流恢复
此模块为点对点视频接收端工程所独有;AXI4-Stream视频流再送入纯verilog代码实现的AXIS视频流重组模块实现信号恢复,因为Aurora 8B10B接收接口不带tuser信号,所以需要在嵌入数据中的tuser恢复出来;将AXIS视频流恢复模块直接拖入Block Design中,如下:
AXIS视频流写缓存
此模块为点对点视频接收端工程所独有;然后AXI4-Stream视频流送入本博主自研的纯verilog实现的、AXI4-Stream接口的图像写缓存模块,实现视频写入DDR缓存操作;AXIS视频流写缓存模块代码架构如下:
AXIS视频流写缓存模块配置项如下:
AXIS视频流写缓存模块配置在Block Design中如下:
AXIS视频流读缓存
此模块为点对点视频接收端工程所独有;然后使用本博主自研的纯verilog实现的、AXI4-Stream接口的图像读缓存模块,实现视频从DDR读出操作;AXIS视频流写缓存模块代码架构如下:
AXIS视频流读缓存模块配置项如下:
AXIS视频流读缓存模块配置在Block Design中如下:
HDMI视频输出架构
此模块为点对点视频接收端工程所独有;缓存图像从DDR3读出后经过Native时序生成模块输出标准的VGA时序视频,然后经过纯verilog显示的RGB转HDMI模块输出HDMI差分视频;最后送显示器显示即可;代码例化如下:
点对点视频发送端工程源码架构
提供1套工程源码,以工程源码1为例,工程Block Design设计如下:
提供4套工程源码,以工程源码1为例,综合后的工程源码架构如下:
点对点视频接收端工程源码架构
提供4套工程源码,以工程源码2为例,工程Block Design设计如下:
提供4套工程源码,以工程源码2为例,综合后的工程源码架构如下:
4、vivado工程源码1详解–>Artix7–35T,点对点OV5640视频转SFP光口发送
开发板FPGA型号:Artix7–xc7a35tfgg484-2;
FPGA开发环境:Vivado2019.1;
输入:OV5640摄像头或动态彩条,分辨率1280x720@30Hz;
输出:SFP光口,分辨率1280x720@60Hz;
光编码类型:Aurora 8B10B;
回环光口类型:1路SFP光口;
高速收发器类型:GTP,线速率5Gbps;
Aurora 8B10B用户数据位宽:32 bit;
实现功能:FPGA实现Aurora 8B10B图像视频传输;
工程作用:此工程目的是让读者掌握FPGA实现Aurora 8B10B图像视频传输的设计能力,以便能够移植和设计自己的项目;
工程Block Design和工程代码架构请参考第3章节的《工程源码架构》小节内容;
工程的资源消耗和功耗如下:
5、vivado工程源码2详解–>Artix7–35T,点对点SFP光口接收OV5640视频转HDMI
开发板FPGA型号:Artix7–xc7a35tfgg484-2;
FPGA开发环境:Vivado2019.1;
输入:SFP光口,分辨率1280x720@60Hz;
输出:HDMI,RTL逻辑编码,分辨率1280x720@60Hz;
光编码类型:Aurora 8B10B;
回环光口类型:1路SFP光口;
高速收发器类型:GTP,线速率5Gbps;
Aurora 8B10B用户数据位宽:32 bit;
图像缓存方案:AXIS视频流缓存+DDR3颗粒;
实现功能:FPGA实现Aurora 8B10B图像视频传输;
工程作用:此工程目的是让读者掌握FPGA实现Aurora 8B10B图像视频传输的设计能力,以便能够移植和设计自己的项目;
工程Block Design和工程代码架构请参考第3章节的《工程源码架构》小节内容;
工程的资源消耗和功耗如下:
6、vivado工程源码3详解–>Artix7–35T,点对点HDMI视频转SFP光口发送
开发板FPGA型号:Artix7–xc7a35tfgg484-2;
FPGA开发环境:Vivado2019.1;
输入:HDMI或者FPGA内部动态彩条,纯VHDL解码方案,分辨率1920x1080@60Hz,笔记本电脑模拟输入源;
输出:SFP光口,分辨率1920x1080@60Hz;
光编码类型:Aurora 8B10B;
回环光口类型:1路SFP光口;
高速收发器类型:GTP,线速率5Gbps;
Aurora 8B10B用户数据位宽:32 bit;
实现功能:FPGA实现Aurora 8B10B图像视频传输;
工程作用:此工程目的是让读者掌握FPGA实现Aurora 8B10B图像视频传输的设计能力,以便能够移植和设计自己的项目;
工程Block Design和工程代码架构请参考第3章节的《工程源码架构》小节内容;
工程的资源消耗和功耗如下:
7、vivado工程源码4详解–>Artix7–35T,点对点SFP光口接收HDMI视频转HDMI
开发板FPGA型号:Artix7–xc7a35tfgg484-2;
FPGA开发环境:Vivado2019.1;
输入:SFP光口,分辨率1920x1080@60Hz;
输出:HDMI,RTL逻辑编码,分辨率1920x1080@60Hz;
光编码类型:Aurora 8B10B;
回环光口类型:1路SFP光口;
高速收发器类型:GTP,线速率5Gbps;
Aurora 8B10B用户数据位宽:32 bit;
图像缓存方案:AXIS视频流缓存+DDR3颗粒;
实现功能:FPGA实现Aurora 8B10B图像视频传输;
工程作用:此工程目的是让读者掌握FPGA实现Aurora 8B10B图像视频传输的设计能力,以便能够移植和设计自己的项目;
工程Block Design和工程代码架构请参考第3章节的《工程源码架构》小节内容;
工程的资源消耗和功耗如下:
8、工程移植说明
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;
3:如果你的vivado版本高于本工程vivado版本,解决如下:
打开工程后会发现IP都被锁住了,如下:
此时需要升级IP,操作如下:
FPGA型号不一致处理
如果你的FPGA型号与我的不一致,则需要更改FPGA型号,操作如下:
更改FPGA型号后还需要升级IP,升级IP的方法前面已经讲述了;
其他注意事项
1:由于每个板子的DDR不一定完全一样,所以MIG IP需要根据你自己的原理图进行配置,甚至可以直接删掉我这里原工程的MIG并重新添加IP,重新配置;
2:根据你自己的原理图修改引脚约束,在xdc文件中修改即可;
3:纯FPGA移植到Zynq需要在工程中添加zynq软核;
9、上板调试验证
准备工作
需要准备的器材如下:
OV5640摄像头或者笔记本电脑,没有则请使用FPGA内部生成的彩条;
FPGA开发板,没有开发板可以找本博提供;
SFP光模块和光纤;
我的开发板了连接如下:
Aurora 8B10B 视频点对点传输效果演示
Aurora 8B10B 视频点对点传输效果演示如下:
FPGA实现Aurora 8B10B图像视频传输
10、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:文章末尾的V名片。
网盘资料如下:
此外,有很多朋友给本博主提了很多意见和建议,希望能丰富服务内容和选项,因为不同朋友的需求不一样,所以本博主还提供以下服务: