基于ZYNQ的软硬件协同加速实时高清视频处理系统：从概念到实现

异构计算的力量，让视频处理既高效又灵活

在当今数字视觉时代，实时高清视频处理的需求日益增长，从工业检测到自动驾驶，从医疗影像到安防监控。传统方案往往面临性能与功耗的平衡难题：通用处理器虽灵活但性能不足，专用硬件虽快但缺乏灵活性。而ZYNQ SoC的异构架构为我们提供了鱼与熊掌兼得的解决方案。

1. ZYNQ：嵌入式视觉的完美载体

ZYNQ系列SoC是Xilinx（现属AMD）推出的全可编程片上系统，它将双核ARM Cortex-A9处理器与Xilinx 7系列FPGA架构紧密集成在单芯片上。这种不是FPGA包含处理器核，也不是处理器连接FPGA的独特设计，实现了ARM处理系统（PS） 与FPGA可编程逻辑（PL） 的真正无缝协作。

1.1 ZYNQ架构优势

与传统的"处理器+FPGA"分立方案相比，ZYNQ的独特价值在于：

• 高性能AXI总线互联：提供PS与PL之间的高速数据通道，克服了传统外设接口的带宽瓶颈
• 物理级紧密集成：消除芯片间通信的延迟和功耗开销
• 统一的开发环境：Vivado和Vitis工具链支持软硬件协同设计与调试

对于实时高清视频处理这类需求，ZYNQ能够将计算密集的图像处理任务卸载到FPGA中并行执行，而复杂的控制逻辑