基于Xilinx Zynq的解决方案展示

Zynq-7000系列器件将处理器的软件可编程能力与 FPGA 的硬件可编程能力实现完美结合，以低功耗和低成本等系统优势实现无以伦比的系统性能、灵活性、可扩展性，同时可以加速产品上市进程。 与传统的 SoC 处理解决方案不同，Zynq-7000 器件的灵活可编程逻辑能实现优化与差异化功能，使设计人员可以根据大部分应用的要求添加外设和加速器。嵌入ARM Cortex-A9 双核的Zynq芯片系列，实现了真正的 All Programmable SOC系统。

基于Zynq FPGA平台的汽车环视系统

安富利

汽车电子在最早期的时候主要为驾驶者提供音乐享受‚时至今日汽车电子的应用日新月异‚从多媒体娱乐系统‚到GPS定位方案‚这些应用致力为驾驶者提供美好的驾驶体验。未来汽车电子更能取代驾驶者的角色‚实现全自动驾驶。汽车环视系统就是全自动驾驶系统中的重要一环。

汽车环视系统主要为驾驶者通过直接视频提供汽车四周的信息,在驾驶室控制面板中显示。有了这个系统驾驶者可以更清楚、更快捷、更准确的了解汽车周边的状况‚从而做出相应的反应。　　

 

目前大部分的汽车环视硬件平台是采用ASSP或者DSP，但是由于这些器件本身处理能力和灵活度的问题，极大地限制了客户在差异化和高性能产品方面的发展。FPGA作为一种领先的可编程逻辑器件，可以通过并行处理和硬件加速功能实现一些高性能、多通道的图像处理效果，并可以融合客户自己的特定功能，研发出高性价比的产品，树立自己的竞争优势。本项目是采用 Xilinx FPGA Zynq系列实现了汽车环视的参考设计，为客户提供一个可定制化的平台，大大缩短客户的研发时间。该硬件平台代表着未来汽车辅助驾驶的技术发展方向，在单芯片中集成了高性能、多功能、可编程的优势，为客户研发差异化的高端产品奠定了坚实的基础。　　

 　　

 

设计目标

设置四个广角镜头于汽车四周‚通过安富利设计服务 (Avnet Design Services) - 香港安富利设计中心自主研发的校正及拼接算法‚通过 Xilinx FPGA‚实现了把汽车四周的实时视频显示到驾驶室内的主控屏。

设计原理

机械设计方面‚先放置四个带广角镜的视频镜头在汽车的前、后、左同右方,如图所示。左跟右的视像镜头垂直向下，前跟后的则稍微向外倾‚以免汽车的保险杆阻碍视频。

数字处理方面‚广角的视频会进入到FPGA先作前处理‚如贝尔图插值处理‚色彩校正等。前处理后视频会存到外存里。接下来再作鱼眼校正‚视角校正等有关几何上的视频校正。有关校正的算法都是由香港安富利设计中心的工程师自主研发。校正后的视频会再次存到外存。最后由负责拼接的模块读出‚作输出前的视频格式化‚其中包括重叠位置拼接的处理‚汽车图片的色彩抠像并贴上。　　

 

最后还有调试软件的设计‚所有有关广角镜的系数都可以通过一个Java的软件去调试。FPGA与软件连接后‚可将四个视频的瞬间影像传到个人计算机上。客户可以通过软件上的系数改变‚调节出最合适的系统系数,再传回FPGA使用。未来, 调试的步骤可交由Xilinx Zynq芯片上的ARM处理器, 在Linux的操作系统里处理。

Zing开发套件简介

科通集团

Zing开发套件包含硬件、设计工具、 IP 核 以及预验证参考设计的所有基本元件，包括可实现完整嵌入式处理平台的目标设计。 随套件提供预验证参考设计和行业标准 FPGA 夹层连接器(FMC)，能够利用子卡实现升级和定制。

其中包含:

● Zing 评估开发板，包含 XC7Z020CLG484-1C;
　　● 参考设计、设计范例以及演示文件;
　　● 开发板设计文档;
　　● 技术文档;
　　● 电缆和电源;
　　● TF卡;
　　● 包含所有软件和参考设计、演示以及文档，帮助您快速入门。　　

 

Zing硬件主要特性

Zing选配模块-FMC子卡

● FMC-DCL：双路高清 COMS图像传感器和7寸触摸屏。
　　● FMC-HDMI：HDMI 输入和输出子卡，支持1080p高清视频。
　　● FMC-VGA：VGA输入和输出子卡，支持1600 x 1200@60Hz高清视频。
　　● FMC-ADA：双通道125Msps, 14bit ADC and 双通道400Msps, 16bit DAC。
　　● FMC-CL2：双通道 Camera Link 采集模块，两路base 或1路 medium配置。
　　● FMC-CLO：双通道 Camera Link 采集模块，两路base 或1路 medium配置。　　

 

典型应用

数字系统和信号密集型应用的持续收敛功能是基于 Zynq-7000 AP SoC 的解决方案以及需要具有更大灵活性的可用计算能力的传统 ASIC 设计的理想选择。主要目标应用利用了