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)現完美結合，以低功耗和低成本等系統優(yōu)勢實(shí)現無(wú)以倫比的系統性能、靈活性、可擴展性，同時(shí)可以加速產(chǎn)品上市進(jìn)程。 與傳統的 SoC 處理解決方案不同，Zynq-7000 器件的靈活可編程邏輯能實(shí)現優(yōu)化與差異化功能，使設計人員可以根據大部分應用的要求添加外設和加速器。嵌入ARM Cortex-A9 雙核的Zynq芯片系列，實(shí)現了真正的 All Programmable SOC系統。

基于Zynq FPGA平臺的汽車(chē)環(huán)視系統

　　安富利

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

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

　　目前大部分的汽車(chē)環(huán)視硬件平臺是采用ASSP或者DSP，但是由于這些器件本身處理能力和靈活度的問(wèn)題，極大地限制了客戶(hù)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(guò)并行處理和硬件加速功能實(shí)現一些高性能、多通道的圖像處理效果，并可以融合客戶(hù)自己的特定功能，研發(fā)出高性?xún)r(jià)比的產(chǎn)品，樹(shù)立自己的競爭優(yōu)勢。本項目是采用 XilinxFPGA Zynq系列實(shí)現了汽車(chē)環(huán)視的參考設計，為客戶(hù)提供一個(gè)可定制化的平臺，大大縮短客戶(hù)的研發(fā)時(shí)間。該硬件平臺代表著(zhù)未來(lái)汽車(chē)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，為客戶(hù)研發(fā)差異化的高端產(chǎn)品奠定了堅實(shí)的基礎?！　?/span>

設計目標

　　設置四個(gè)廣角鏡頭于汽車(chē)四周?通過(guò)安富利設計服務(wù) (Avnet Design Services) - 香港安富利設計中心自主研發(fā)的校正及拼接算法?通過(guò) Xilinx FPGA?實(shí)現了把汽車(chē)四周的實(shí)時(shí)視頻顯示到駕駛室內的主控屏。

　　設計原理

　　機械設計方面?先放置四個(gè)帶廣角鏡的視頻鏡頭在汽車(chē)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(chē)的保險桿阻礙視頻。

　　數字處理方面?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(lái)再作魚(yú)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計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。最后由負責拼接的模塊讀出?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(chē)圖片的色彩摳像并貼上?！　?/span>

　　最后還有調試軟件的設計?所有有關(guān)廣角鏡的系數都可以通過(guò)一個(gè)Java的軟件去調試。FPGA與軟件連接后?可將四個(gè)視頻的瞬間影像傳到個(gè)人計算機上?？蛻?hù)可以通過(guò)軟件上的系數改變?調節出最合適的系統系數,再傳回FPGA使用。未來(lái), 調試的步驟可交由Xilinx Zynq芯片上的ARM處理器, 在Linux的操作系統里處理。

Zing開(kāi)發(fā)套件簡(jiǎn)介

　　科通集團

Zing開(kāi)發(fā)套件包含硬件、設計工具、 IP 核 以及預驗證參考設計的所有基本元件，包括可實(shí)現完整嵌入式處理平臺的目標設計。 隨套件提供預驗證參考設計和行業(yè)標準 FPGA 夾層連接器(FMC)，能夠利用子卡實(shí)現升級和定制。

　　其中包含:

● Zing 評估開(kāi)發(fā)板，包含 XC7Z020CLG484-1C;
　　● 參考設計、設計范例以及演示文件;
　　● 開(kāi)發(fā)板設計文檔;
　　● 技術(shù)文檔;
　　● 電纜和電源;
　　● TF卡;
　　● 包含所有軟件和參考設計、演示以及文檔，幫助您快速入門(mén)。

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>

　　典型應用

　　數字系統和信號密集型應用的持續收斂功能是基于 Zynq-7000 AP SoC 的解決方案以及需要具有更大靈活性的可用計算能力的傳統 ASIC 設計的理想選擇。主要目標應用利用了可編程邏輯的靈活性和并行性以及處理系統的分析功能。