隨著下一代視頻壓縮標準的出現(xiàn),業(yè)界已經(jīng)從基本視頻處理轉(zhuǎn)向更復(fù)雜的集成處理解決方案,這使得系統(tǒng)的要求超過了獨立DSP的視頻性能。
FPGA以不到30美元的價格提供高于20GMACs的DSP性能,從而填補了對成本敏感的軍事,汽車,醫(yī)療,消費,工業(yè)和安全應(yīng)用的空白。
只有FPGA可以提供邏輯,嵌入式處理,操作系統(tǒng)支持和驅(qū)動程序,以提供完整的端到端視頻解決方案。
阻礙開發(fā)人員將FPGA用于視頻應(yīng)用的因素不是缺乏對FPGA性能優(yōu)勢的了解,而是缺乏使用其設(shè)計流程的經(jīng)驗,特別是對于習慣于使用C語言編程的傳統(tǒng)DSP程序的開發(fā)人員而言。
開發(fā)人員可以利用FPGA的靈活性來配置針對特定應(yīng)用優(yōu)化的硬件架構(gòu),從而發(fā)揮器件的性能優(yōu)勢。
這種靈活性為開發(fā)過程增加了自由度,同時也增加了其復(fù)雜性。
XtremeDSP視頻入門套件(VSK)提供了一個完整且易于使用的設(shè)計環(huán)境。
該開發(fā)套件包括應(yīng)用示例,并完全支持標準工具流程,這有助于加快設(shè)計過程,并仍實現(xiàn)最終產(chǎn)品的差異化。
使用基本平臺開發(fā)視頻應(yīng)用程序稱為基本平臺的嵌入式系統(tǒng)提供了一個框架,您可以從中使用VSK開發(fā)視頻應(yīng)用程序。
基本平臺是使用Xilinx Platform Studio的Base System Builder(BSB)創(chuàng)建的嵌入式系統(tǒng),其中包括MicroBlaze嵌入式處理器。
該框架可以為新設(shè)計提供起點,也可以用作移植在基于處理器的系統(tǒng)上開發(fā)的現(xiàn)有應(yīng)用程序的便捷方式。
在MicroBlaze處理器上,很容易為外部處理器重新編譯任何C代碼。
一旦連接了高性能視頻鏈路,就可以將其從軟件移植到FPGA架構(gòu)中。
為了協(xié)助此遷移,VSK包括一個自定義的外圍IP庫,可以使用Platform Studio輕松將其添加到基本系統(tǒng)中,還可以連接到視頻接口,管理數(shù)據(jù)幀以及執(zhí)行內(nèi)存訪問和基本視頻處理。
這些自定義外圍設(shè)備包括:DVI輸入DVI輸出攝像機視頻幀緩沖控制器(VFBC)視頻處理管道。
該VFBC非常適合需要對二維數(shù)據(jù)進行硬件控制以實現(xiàn)實時操作的視頻應(yīng)用。
使用VSK參考設(shè)計快速啟動開發(fā)過程VSK提供了三種參考設(shè)計,可以快速啟動在FPGA上運行的視頻應(yīng)用程序的開發(fā)過程。
每個參考設(shè)計都建立在一個基本平臺上,并使用VSK IP庫中的自定義外圍設(shè)備。
表1列出了參考設(shè)計以及所示的視頻處理和連接功能。
這些參考設(shè)計旨在提供一個可以在此基礎(chǔ)上進一步開發(fā)的起點。
 使用基于模型的設(shè)計創(chuàng)建視頻應(yīng)用程序為了加速FPGA上的視頻應(yīng)用程序,您需要將對性能至關(guān)重要的操作從處理器上運行的軟件遷移到硬件。
VSK支持多種硬件設(shè)計流程,包括使用VHDL / Verilog播放可靠的硬件設(shè)計背景流程,以及使用需要很少或不需要硬件的更抽象的建模環(huán)境(包括C,MATLAB和Simulink)。
設(shè)計經(jīng)驗的過程。
MathWorks Simulink是基于模型的設(shè)計環(huán)境,可用于開發(fā)視頻系統(tǒng)的算法模型。
MathWorks為Simulink提供了一組可選的視頻和圖像模塊,其中包括一組豐富的視頻構(gòu)建塊,可用于方便地處理流視頻并在模型的每個步驟中顯示結(jié)果。
您可以首先使用浮點數(shù)據(jù)類型以及高級視頻和圖像處理模塊來為視頻處理算法本身建立一個抽象模型,然后以設(shè)計者認為可以權(quán)衡復(fù)雜性,系統(tǒng)成本和性能的方式優(yōu)化該算法。
。