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解鎖4K,Xilinx MPSoC ARM + FPGA高清視頻采集與顯示方案!

2024/12/17

當下,隨著數字化多媒體技術以令人驚嘆的速度不斷演進,高清視頻處理成為眾多領域關注的焦點。今天為大家分享4K HDMI 高清視頻方案,基于Xilinx UltraScale+ MPSoC XCZU7EV高性能平臺。


 方案介紹

4K@60fps視頻源經過HDMI IN接口傳輸至TMDS181IRGZR芯片進行信號轉換,轉換后的高速串行信號通過GTH高速收發器輸入至PL端,利用Xilinx官方的IP核執行信號的解串操作(串轉并),并解碼出視頻流數據,隨后通過VDMA IP緩存至DDR中,利用Xilinx官方的IP對視頻流數據進行重新編碼,并通過IP核執行串化操作(并轉串)。最終,經過GTH高速收發器和SN65DP159RGZ芯片的轉換后,視頻信號通過HDMI OUT接口被輸出至4K顯示屏。

圖 1 視頻信號處理流程示意圖


 方案優勢

(一)多通道支持
處理器集成了20個GTH高速串行收發器,支持最高達5路的4K HDMI 視頻輸入,極大地滿足了多屏幕、高分辨率視頻處理的復雜應用需求,為用戶構建多視頻源處理系統提供了堅實基礎。

(二)低延時特性
只需通過邏輯資源實現,避免了額外的硬件延遲,確保了視頻流的實時傳輸和處理,真正實現了視頻數據的實時同步交互,適用于實時性要求較高的應用場景。

(三)高集成度設計

本方案具備高集成度,簡化了電路設計,將眾多視頻處理功能模塊高度整合。不僅降低了系統復雜性,還有效控制了成本,為用戶在系統構建和成本控制方面提供了雙重優勢。


圖 2


 SOM-TLZU核心板優勢


圖 3


 SOM-TLZU核心板典型應用領域


圖 4


 4K HDMI 高清視頻開發案例

為了簡化描述,本文僅摘錄部分方案功能描述與測試結果,詳細產品資料請掃描文末二維碼下載。


開發環境
本文主要介紹基于Xilinx UltraScale+ MPSoC XCZU7EV的4K HDMI 高清視頻開發案例,適用開發環境如下。
Windows開發環境:Windows 7 64bit、Windows 10 64bit
Linux開發環境:Ubuntu18.04.4 64bit
開發工具包:Xilinx Unified 2022.2
硬件平臺:創龍科技TLZU-EVM評估板


案例說明

通過HDMI IN接口采集4K@60fps視頻采集,并通過HDMI OUT接口將采集到的視頻進行輸出。


案例演示

首先,將小米盒子作為視頻源設備、4K顯示屏作為輸出顯示設備連接至評估板,具體硬件連接方式如下所示:

圖 5 硬件連接圖
硬件連接后,加載PS端裸機程序、PL端程序。完成后即可看到調試串口終端打印如下信息。

6
參考產品資料操作,重啟4K顯示屏后,調試串口終端打印如下信息。YUV_444:表示輸出圖像格式;3840x2160@60Hz:表示輸出圖像分辨率與幀率。

圖 7
此時,我們可以看到4K顯示屏上顯示出正常的圖像,畫面清晰、色彩鮮艷、無卡頓現象,完美呈現出4K高清視頻的魅力。

圖 8


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