基于Xilinx Zynq的解決方案展示

Zynq-7000系列器件將處理器的軟件可編程能力與 FPGA 的硬件可編程能力實(shí)現(xiàn)完美結(jié)合，以低功耗和低成本等系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)實(shí)現(xiàn)無以倫比的系統(tǒng)性能、靈活性、可擴(kuò)展性，同時(shí)可以加速產(chǎn)品上市進(jìn)程。 與傳統(tǒng)的 SoC 處理解決方案不同，Zynq-7000 器件的靈活可編程邏輯能實(shí)現(xiàn)優(yōu)化與差異化功能，使設(shè)計(jì)人員可以根據(jù)大部分應(yīng)用的要求添加外設(shè)和加速器。嵌入ARM Cortex-A9 雙核的Zynq芯片系列，實(shí)現(xiàn)了真正的 All Programmable SOC系統(tǒng)。

基于Zynq FPGA平臺(tái)的汽車環(huán)視系統(tǒng)

　　安富利

　　汽車電子在最早期的時(shí)候主要為駕駛者提供音樂享受?時(shí)至今日汽車電子的應(yīng)用日新月異?從多媒體娛樂系統(tǒng)?到GPS定位方案?這些應(yīng)用致力為駕駛者提供美好的駕駛體驗(yàn)。未來汽車電子更能取代駕駛者的角色?實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)駕駛。汽車環(huán)視系統(tǒng)就是全自動(dòng)駕駛系統(tǒng)中的重要一環(huán)。

　　汽車環(huán)視系統(tǒng)主要為駕駛者通過直接視頻提供汽車四周的信息,在駕駛室控制面板中顯示。有了這個(gè)系統(tǒng)駕駛者可以更清楚、更快捷、更準(zhǔn)確的了解汽車周邊的狀況?從而做出相應(yīng)的反應(yīng)?！　?/span>

　　目前大部分的汽車環(huán)視硬件平臺(tái)是采用ASSP或者DSP，但是由于這些器件本身處理能力和靈活度的問題，極大地限制了客戶在差異化和高性能產(chǎn)品方面的發(fā)展。FPGA作為一種領(lǐng)先的可編程邏輯器件，可以通過并行處理和硬件加速功能實(shí)現(xiàn)一些高性能、多通道的圖像處理效果，并可以融合客戶自己的特定功能，研發(fā)出高性價(jià)比的產(chǎn)品，樹立自己的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。本項(xiàng)目是采用 XilinxFPGA Zynq系列實(shí)現(xiàn)了汽車環(huán)視的參考設(shè)計(jì)，為客戶提供一個(gè)可定制化的平臺(tái)，大大縮短客戶的研發(fā)時(shí)間。該硬件平臺(tái)代表著未來汽車輔助駕駛的技術(shù)發(fā)展方向，在單芯片中集成了高性能、多功能、可編程的優(yōu)勢(shì)，為客戶研發(fā)差異化的高端產(chǎn)品奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)?！　?/span>

設(shè)計(jì)目標(biāo)

　　設(shè)置四個(gè)廣角鏡頭于汽車四周?通過安富利設(shè)計(jì)服務(wù) (Avnet Design Services) - 香港安富利設(shè)計(jì)中心自主研發(fā)的校正及拼接算法?通過 Xilinx FPGA?實(shí)現(xiàn)了把汽車四周的實(shí)時(shí)視頻顯示到駕駛室內(nèi)的主控屏。

　　設(shè)計(jì)原理

　　機(jī)械設(shè)計(jì)方面?先放置四個(gè)帶廣角鏡的視頻鏡頭在汽車的前、后、左同右方,如圖所示。左跟右的視像鏡頭垂直向下，前跟后的則稍微向外傾?以免汽車的保險(xiǎn)桿阻礙視頻。

　　數(shù)字處理方面?廣角的視頻會(huì)進(jìn)入到FPGA先作前處理?如貝爾圖插值處理?色彩校正等。前處理后視頻會(huì)存到外存里。接下來再作魚眼校正?視角校正等有關(guān)幾何上的視頻校正。有關(guān)校正的算法都是由香港安富利設(shè)計(jì)中心的工程師自主研發(fā)。校正后的視頻會(huì)再次存到外存。最后由負(fù)責(zé)拼接的模塊讀出?作輸出前的視頻格式化?其中包括重疊位置拼接的處理?汽車圖片的色彩摳像并貼上?！　?/span>

　　最后還有調(diào)試軟件的設(shè)計(jì)?所有有關(guān)廣角鏡的系數(shù)都可以通過一個(gè)Java的軟件去調(diào)試。FPGA與軟件連接后?可將四個(gè)視頻的瞬間影像傳到個(gè)人計(jì)算機(jī)上?？蛻艨梢酝ㄟ^軟件上的系數(shù)改變?調(diào)節(jié)出最合適的系統(tǒng)系數(shù),再傳回FPGA使用。未來, 調(diào)試的步驟可交由Xilinx Zynq芯片上的ARM處理器, 在Linux的操作系統(tǒng)里處理。

Zing開發(fā)套件簡(jiǎn)介

　　科通集團(tuán)

Zing開發(fā)套件包含硬件、設(shè)計(jì)工具、 IP 核 以及預(yù)驗(yàn)證參考設(shè)計(jì)的所有基本元件，包括可實(shí)現(xiàn)完整嵌入式處理平臺(tái)的目標(biāo)設(shè)計(jì)。 隨套件提供預(yù)驗(yàn)證參考設(shè)計(jì)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) FPGA 夾層連接器(FMC)，能夠利用子卡實(shí)現(xiàn)升級(jí)和定制。

　　其中包含:

● Zing 評(píng)估開發(fā)板，包含 XC7Z020CLG484-1C;
　　● 參考設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)范例以及演示文件;
　　● 開發(fā)板設(shè)計(jì)文檔;
　　● 技術(shù)文檔;
　　● 電纜和電源;
　　● TF卡;
　　● 包含所有軟件和參考設(shè)計(jì)、演示以及文檔，幫助您快速入門。

Zing硬件主要特性

Zing選配模塊-FMC子卡

　　● FMC-DCL：雙路高清 COMS圖像傳感器和7寸觸摸屏。
　　● FMC-HDMI：HDMI 輸入和輸出子卡，支持1080p高清視頻。
　　● FMC-VGA：VGA輸入和輸出子卡，支持1600 x 1200@60Hz高清視頻。
　　● FMC-ADA：雙通道125Msps, 14bit ADC and 雙通道400Msps, 16bit DAC。
　　● FMC-CL2：雙通道 Camera Link 采集模塊，兩路base 或1路 medium配置。
　　● FMC-CLO：雙通道 Camera Link 采集模塊，兩路base 或1路 medium配置?！　?/span>

　　典型應(yīng)用

　　數(shù)字系統(tǒng)和信號(hào)密集型應(yīng)用的持續(xù)收斂功能是基于 Zynq-7000 AP SoC 的解決方案以及需要具有更大靈活性的可用計(jì)算能力的傳統(tǒng) ASIC 設(shè)計(jì)的理想選擇。主要目標(biāo)應(yīng)用利用了可編程邏輯的靈活性和并行性以及處理系統(tǒng)的分析功能。