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現(xiàn)完美結合，以低功耗和低成本等系統(tǒng)優(yōu)勢實現(xiàn)無以倫比的系統(tǒng)性能、靈活性、可擴展性，同時可以加速產品上市進程。 與傳統(tǒng)的 SoC 處理解決方案不同，Zynq-7000 器件的靈活可編程邏輯能實現(xiàn)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，實現(xiàn)了真正的 All Programmable SOC系統(tǒng)。

基于Zynq FPGA平臺的汽車環(huán)視系統(tǒng)

　　安富利

　　汽車電子在最早期的時候主要為駕駛者提供音樂享受?時至今日汽車電子的應用日新月異?從多媒體娛樂系統(tǒng)?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。未來汽車電子更能取代駕駛者的角色?實現(xiàn)全自動駕駛。汽車環(huán)視系統(tǒng)就是全自動駕駛系統(tǒng)中的重要一環(huán)。

　　汽車環(huán)視系統(tǒng)主要為駕駛者通過直接視頻提供汽車四周的信息,在駕駛室控制面板中顯示。有了這個系統(tǒng)駕駛者可以更清楚、更快捷、更準確的了解汽車周邊的狀況?從而做出相應的反應。　　

　　目前大部分的汽車環(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題，極大地限制了客戶在差異化和高性能產品方面的發(fā)展。FPGA作為一種領先的可編程邏輯器件，可以通過并行處理和硬件加速功能實現(xiàn)一些高性能、多通道的圖像處理效果，并可以融合客戶自己的特定功能，研發(fā)出高性價比的產品，樹立自己的競爭優(yōu)勢。本項目是采用 XilinxFPGA Zynq系列實現(xiàn)了汽車環(huán)視的參考設計，為客戶提供一個可定制化的平臺，大大縮短客戶的研發(fā)時間。該硬件平臺代表著未來汽車輔助駕駛的技術發(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，為客戶研發(fā)差異化的高端產品奠定了堅實的基礎。　　

設計目標

　　設置四個廣角鏡頭于汽車四周?通過安富利設計服務 (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 Xilinx FPGA?實現(xiàn)了把汽車四周的實時視頻顯示到駕駛室內的主控屏。

　　設計原理

　　機械設計方面?先放置四個帶廣角鏡的視頻鏡頭在汽車的前、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?以免汽車的保險桿阻礙視頻。

　　數字處理方面?廣角的視頻會進入到FPGA先作前處理?如貝爾圖插值處理?色彩校正等。前處理后視頻會存到外存里。接下來再作魚眼校正?視角校正等有關幾何上的視頻校正。有關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?汽車圖片的色彩摳像并貼上。　　

　　最后還有調試軟件的設計?所有有關廣角鏡的系數都可以通過一個Java的軟件去調試。FPGA與軟件連接后?可將四個視頻的瞬間影像傳到個人計算機上。客戶可以通過軟件上的系數改變?調節(jié)出最合適的系統(tǒng)系數,再傳回FPGA使用。未來, 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(tǒng)里處理。

Zing開發(fā)套件簡介

　　科通集團

Zing開發(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，包括可實現(xiàn)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)，能夠利用子卡實現(xiàn)升級和定制。

　　其中包含:

● Zing 評估開發(fā)板，包含 XC7Z020CLG484-1C;
　　● 參考設計、設計范例以及演示文件;
　　● 開發(fā)板設計文檔;
　　● 技術文檔;
　　● 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。

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。　　

　　典型應用

　　數字系統(tǒng)和信號密集型應用的持續(xù)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(tǒng) 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(tǒng)的分析功能。