米爾ARM+FPGA架構開(kāi)發(fā)板PCIE2SCREEN示例分析與測試

本次測試內容為基于ARM+FPGA架構的米爾MYD-JX8MMA7開(kāi)發(fā)板其ARM端的測試例程pcie2screen并介紹一下FPGA端程序的修改。

01.測試例程pcie2screen
例程pcie2screen是配合MYD-JX8MMA7開(kāi)發(fā)板所帶的MYIR_PCIE_5T_CMOS 工程的測試例，它的作用是顯示FPGA所連接的攝像頭所采集的視頻。運行該程序后屏幕會(huì )顯示一個(gè)標題為demo的窗口。

使用鼠標點(diǎn)擊 ready按鈕，demo 窗口會(huì )顯示連續的視頻，說(shuō)明攝像頭、DDR、PCIE接口各部分正常。如果沒(méi)有接攝像頭，該程序會(huì )顯示雜亂無(wú)章的圖像。
該測試例的源碼沒(méi)有包括在SDK中，可以向米爾公司的技術(shù)人員索取。該實(shí)例程序是用Qt開(kāi)發(fā)的，使用了OpenGL技術(shù)。程序包括以下幾個(gè)主要的類(lèi)：

●   MainWindow：QMainWindow子類(lèi)，是顯示窗口的。

●   uOpenglYuv：QOpenGLWidget子類(lèi)，用于顯示采集到的圖像。該類(lèi)的initializeGL函數用于初始化OpenGL。paintGL函數是用于繪制圖像的，其中最核心的語(yǔ)句是：

glTexImage2D(GL_TEXTURE_2D, 0, GL_RGBA, vW, vH, 0, GL_RGBA, GL_UNSIGNED_BYTE, pRGB);

其中的pRGB保存從FPGA讀取的數據。從這句我們可以看出該程序所要求的圖像的格式。

●   xdma_getImg：主線(xiàn)程類(lèi)

●   xdma_programe：對RIFFA接口進(jìn)行了封裝，其中的read_pack用于讀取FPGA數據，被主線(xiàn)程循環(huán)調用。其函數定義如下：

int xdma_programe::read_pack(char *pData, int len)

{

//int buffer[1920 * 1080];

//int buffer[1024 * 768];

int buffer[1280 * 720];

int i;

if(dev_fd != NULL)

{

fpga_send(dev_fd, 0, buffer, len / 4, 0, 1, 25000);

fpga_recv(dev_fd, 0, buffer, len / 4, 25000);

memcpy(pData, (char *)buffer, len);

return len;

}

else

{

return 0;

}

}

從函數中可以看出，在每次讀數據前，該函數先向FPGA寫(xiě)一次數據（數據無(wú)意義，和FPGA的狀態(tài)機有關(guān)），每次讀入一整幀的數據。

02.FPGA端程序的修改
FPGA端的邏輯控制在chnl_tester.v中，它定義了一個(gè)狀態(tài)機，用于對數據收發(fā)進(jìn)行控制。狀態(tài)機定義如下：

always @(posedge CLK or posedge RST) begin

if (RST) begin

rLen <= #1 0;

rCount <= #1 0;

rState <= #1 0;

rData <= #1 0;

vout_vs_r <= #1 0;

end

else begin

case (rState)

3'd0: begin // Wait for start of RX, save length

if (CHNL_RX) begin

rLen <= #1 CHNL_RX_LEN;

rCount <= #1 0;

rState <= #1 3'd1;

end

end

3'd1: begin // Wait for last data in RX, save value

if (CHNL_RX_DATA_VALID) begin

rData <= #1 CHNL_RX_DATA;

rCount <= #1 rCount + (C_PCI_DATA_WIDTH/32);

end

if (rCount >= rLen)begin

rState <= #1 3'd2;

end

end

3'd2: begin // Prepare for TX

if (read_valid) begin                

rCount <= #1 0;

rState <= #1 3'd3;

end

end

3'd3: begin // Start TX with save length and data value

if (CHNL_TX_DATA_REN) begin

//rData <= #1 data_in;

rCount <= #1 rCount + (C_PCI_DATA_WIDTH/32);

if (rCount >= rLen)

rState <= #1 3'd4;

end

end

3'd4: begin

if (vout_vs_r)         

rState <= #1 3'd5;

else begin                

vout_vs_r <= #1 1;

rState <= #1 3'd4;

rCount <= #1 0;

end

end        

3'd5: begin

if (vs_flag) begin         

rState <= #1 3'd0;

vout_vs_r <= #1 0;

end

else                 

rState <= #1 3'd5;

end                                      

endcase

end

end

我們手頭沒(méi)有攝像頭進(jìn)行測試，所以簡(jiǎn)單修改該程序，使程序發(fā)送藍色漸變色帶信號。
核心修改如下：

……

reg [31:0] rColor = 0;

……

assign CHNL_TX_DATA = (read_en)? {rColor, rColor}:64'd0;

……

3'd3: begin // Start TX with save length and data value

if (CHNL_TX_DATA_REN) begin

//rData <= #1 data_in;

//if (rCount % 5 == 4)

rColor <= #1 rColor + 1;

if(rColor >= 255)

rColor <= #1 0;

rCount <= #1 rCount + (C_PCI_DATA_WIDTH/32);

if (rCount >= rLen)

rState <= #1 3'd4;

end

end

……

03.測試結果

我們沒(méi)有修改ARM端的測試程序，仍然使用廠(chǎng)家提供的pcie2screen，只是重新燒寫(xiě)FPGA程序。程序的運行效果參見(jiàn)如下：

米爾MYC-JX8MMA7核心板及開(kāi)發(fā)板。
米爾MYC-JX8MMA7核心板及開(kāi)發(fā)板，采用ARM+FPGA的處理架構，采用NXP i.MX8M Mini及Xilinx Artix-7處理器，四核 Cortex-A53、Cortex-M4、Artix-7 CPU，1.8GHz主頻，基于A(yíng)RM+FPGA處理架構，具備高性能、低成本、低功耗等特點(diǎn)，兩者各司其職，各自發(fā)揮原本架構的獨特優(yōu)勢。搭載的Artix-7 CPU對標Zynq 7010的FPGA資源，能夠滿(mǎn)足高速數據采集的需求，并且采用PCIE高速通信，支持200~300MB/S的通信能力。能夠提供出色的視頻和音頻體驗，將媒體的特定功能與針對低功耗優(yōu)化的高性能處理相結合，具備1080p 60Hz的H.265和VP9解碼器，滿(mǎn)足高清顯示的要求。

為了方便開(kāi)發(fā)者研究評估，米爾提供配套MYD-JX8MMA7開(kāi)發(fā)板，采用12V/2A直流供電，搭載了1路千兆以太網(wǎng)接口、2路SFP光模塊接口、1路USB2.0協(xié)議M.2 B型插座的5G模塊接口、1路SDIO/串口協(xié)議的WIFI/藍牙接口、1路HDMI顯示接口、1路LVDS顯示接口、1路MIPI CSI接口、1路DVP攝像頭接口、1路音頻輸入輸出接口、2路USB HOST Type A、1路USB Type-C、2路Micro SD、1路FMC擴展接口、1路兼容樹(shù)莓派擴展模塊接口。

關(guān)于米爾，領(lǐng)先的嵌入式處理器模組廠(chǎng)商。