01引言

在图像与视频处理领域，灵活、高效、低延迟的解决方案一直是行业追求的目标。西安智多晶微电子有限公司推出的AXI视频通讯DEMO方案，基于智多晶SA5Z-30-D1-8U213C FPGA器件，通过FPGA逻辑与内嵌CM3硬核的协同工作，结合DDR2高速存储，实现了从图像采集、处理到显示的全流程优化。本文将带您深入了解这一方案的亮点与操作流程。

02DEMO方案介绍

方案系统框架

图1 AXI 视频通讯DEMO系统框图

方案亮点

强大的硬件配置

FPGA+CM3硬核协同：SA5Z-30-D1-8U213 FPGA内嵌Cortex-M3硬核，通过AHB总线与FPGA逻辑交互，实现高效数据处理。

高速存储支持：FPGA器件内嵌128Mbit DDR2颗粒，速率可达800Mbps，满足高清视频（1280x720@60fps）的实时缓存需求。

多接口支持：支持OV5640 Sensor模组输入与SiI9134 HDMI输出，覆盖从采集到显示的完整链路。

灵活的软件控制

通过上位机发送指令，可动态配置图像处理模式，包括：

边缘检测：支持Sobel算法，阈值可调（0-255）。

字符叠加：支持中英文LOGO叠加或关闭。

显示切换：一键切换Sensor模组输入的视频或上位机发送的图片。

跨时钟域与接口桥接

采用BUS_CDC模块解决FPGA与CM3的时钟域差异，确保数据可靠传输。

通过AHB-to-AXI桥接IP，实现CM3的AHB接口与FPGA侧AXI接口的无缝转换。

AXI_Full Interconnect、AXI_Lite Interconnect模块实现多个AXI MASTER与多个AXI SLAVE之间的总线互联。

设计规格

￭OV5640 Sensor模组输入视频分辨率1280X720@60

￭HDMI输出视频分辨率1280X720@60

￭DDR2 速率800Mbps

￭CM3 运行速率200Mhz

03DEMO方案软硬件环境及操作指南

AXI视频通讯DEMO整体的软硬件环境如图2所示，本DEMO是基于智多晶EVAL_SA5Z-30-D1- 8U213C V1.2 DEMO板开发，用户使用本DEMO时，需要按照图2所示将硬件环境搭建起来，首先是将OV5640 Sensor模组通过DEMO板上的P2接口与DEMO板相连，然后用HDMI线通过DEMO板上的HDMI接口将DEMO板与显示器相连，最后通过串口线将带有上位机调试软件的笔记本电脑与DEMO板相连，至此AXI视频通讯DEMO整体的软硬件环境搭建完成。

环境搭建

硬件连接：

OV5640摄像头接入DEMO板P2接口。

HDMI线连接显示器。

串口线连接PC与DEMO板。

软件配置：

使用上位机调试软件，设置串口通信发送模式。

功能演示

通过上位机软件发送控制命令给FPGA

边缘检测：

发送sobel-on开启，sobel-off关闭、sobel-threshold+阈值（如100）调整边缘检测强度。

LOGO叠加：

通过char-ch（中文）、char-eng（英文）或char-none（关闭）控制。

显示切换：

hdmi-video显示Sensor模组画面，hdmi-picture显示上位机传输图片。

图片上传：

发送send-picture指令后，选择图片文件传输至DDR2缓存。

应用场景

工业检测：实时边缘检测用于缺陷识别。

智能监控：动态叠加时间或标识信息。

医疗影像：高清视频流的低延迟处理与显示。

03结语

智多晶AXI视频通讯DEMO方案凭借其灵活的硬件架构和丰富的软件控制功能，为图像处理应用提供了灵活、高效、可靠的解决方案。无论是研发测试还是教学演示，这一方案都能显著提升开发者的效率。如需了解DEMO方案的具体实现过程，请访问西安智多晶微电子官网获取更多技术支持。