FPGA基于XDMA实现PCIE X4视频采集HDMI输出提供工程源码和QT上位机程序和技术支持-Toy模板网

这篇具有很好参考价值的文章主要介绍了FPGA基于XDMA实现PCIE X4视频采集HDMI输出提供工程源码和QT上位机程序和技术支持。希望对大家有所帮助。如果存在错误或未考虑完全的地方，请大家不吝赐教，您也可以点击"举报违法"按钮提交疑问。

1、前言

PCIE（PCI Express）采用了目前业内流行的点对点串行连接，比起 PCI 以及更早期的计算机总线的共享并行架构，每个设备都有自己的专用连接，不需要向整个总线请求带宽，而且可以把数据传输率提高到一个很高的频率，达到 PCI 所不能提供的高带宽，是目前各行业高速接口的优先选择方向，具有很高的实用价值和学习价值；

本设计使用Xilinx官方的XDMA方案搭建基于Xilinx系列FPGA的PCIE通信平台，该方案只适用于Xilinx系列FPGA，一并提供了XDMA的安装驱动和QT上位机源代码，省去了使用XDMA繁琐的驱动寻找和上位机软件开发的不知所措，并以搭建好vivado工程，省去了不知道如何使用XDMA的尴尬，使得PCIE的使用变得简单易上手，而不用关心其复杂的PCIE协议；由于我的开发板只支持PCIE X4，所以提供的代码是PCIE X4架构，若需要PCIE X1、 X2、 X8、 X16、 X32的朋友，可自行修改本工程，也可关注我，我会实时发布新的工程。

本工程实现基础的PCIE的HDMI视频采集上进行了反向修改，利用开发板自带的HDMI输出接口，实时利用QT上位机抓取当前电脑的桌面图片，然后发送PCIE，PCIE再发送给FPGA，FPGA将收到的图像进行缓存，然后通过HDMI输出视频；

本文详细描述了基于XDMA搭建PCIE的HDMI视频输出设计方案，工程代码可综合编译上板调试，可直接项目移植，适用于在校学生、研究生项目开发，也适用于在职工程师做项目开发，可应用于医疗、军工等行业的高速接口和图像传输领域；
提供完整的、跑通的工程源码和技术支持；
工程源码和技术支持的获取方式放在了文章末尾，请耐心看到最后；

免责声明

本工程及其源码即有自己写的一部分，也有网络公开渠道获取的一部分(包括CSDN、Xilinx官网、Altera官网等等)，若大佬们觉得有所冒犯，请私信批评教育；基于此，本工程及其源码仅限于读者或粉丝个人学习和研究，禁止用于商业用途，若由于读者或粉丝自身原因用于商业用途所导致的法律问题，与本博客及博主无关，请谨慎使用。。。

2、我已有的PCIE方案

我的主页有PCIE通信专栏，既有基于RIFFA实现的PCIE方案，也有基于XDMA实现的PCIE方案；既有简单的数据交互、测速，也有应用级别的图像采集传输，以下是专栏地址：
点击直接前往

3、PCIE理论

这部分可自行百度或csdn或知乎学习理论知识，其实用了XDMA，已经不太需要直到PCIE复杂的协议和理论了。。。

4、总体设计思路和方案

总体设计思路和方案如下：
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PCIe 通信例程由三部分组成：FPGA 端程序、PCIe 卡驱动、PCIe 上位机测试程序：
FPGA 端工程：负责建立与 PCIe 通信需具备的 FPGA 框架，PCIe 通信协议的构建；
PCIe 驱动：负责上位机测试程序与 PCIe 卡的数据交换；
PCIe 上位机测试程序：此处时PCIe 采集；

视频输入：电脑主机模拟HDMI视频输入源，由QT上位机采集视频；
HDMI输出，使用silicon9134芯片完成HDMI编码，silicon9011需要i2c配置才能使用，关于silicon9011的i2c配置使用，请参考我之前写的文章：点击直接前往
图像缓存：使用AXI4总线实现了图像读写DDR3，此处做了3帧缓存；
输出：PCIE X4；
QT测速上位机：提供源代码和可执行程序，发开版本为QT5.6.2；

5、vivado工程详解

开发板FPGA型号：Xilinx xc7a100tfgg484-2；
开发环境：Vivado2019.1；
输入：PCIE X4；
输出：HDMI；
应用：QT上位机采集试验；
工程BD如下：
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综合后的工程代码架构如下：

综合编译完成后的FPGA资源消耗和功耗预估如下：

6、驱动安装

提供提供Win系统驱动，目录如下：
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驱动安装参考前面的测速试验：点击直接前往

7、QT上位机软件

QT采集上位机：提供源代码和可执行程序，发开版本为QT5.6.2；位置如下：
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部分源码截图如下：

8、工程移植说明

vivado版本不一致处理

1：如果你的vivado版本与本工程vivado版本一致，则直接打开工程；
2：如果你的vivado版本低于本工程vivado版本，则需要打开工程后，点击文件–>另存为；但此方法并不保险，最保险的方法是将你的vivado版本升级到本工程vivado的版本或者更高版本；
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3：如果你的vivado版本高于本工程vivado版本，解决如下：

打开工程后会发现IP都被锁住了，如下：

此时需要升级IP，操作如下：

FPGA型号不一致处理

如果你的FPGA型号与我的不一致，则需要更改FPGA型号，操作如下：
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更改FPGA型号后还需要升级IP，升级IP的方法前面已经讲述了；

其他注意事项

1：由于每个板子的DDR不一定完全一样，所以MIG IP需要根据你自己的原理图进行配置，甚至可以直接删掉我这里原工程的MIG并重新添加IP，重新配置；
2：根据你自己的原理图修改引脚约束，在xdc文件中修改即可；
3：纯FPGA移植到Zynq需要在工程中添加zynq软核；

9、上板调试验证

开启上位机测程序进行 PCIe 采集测试，打开下图的采集软件 screen2pcie，软件在如下位置，实验结果如下：
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打开上位机以后点击开始屏幕映射，会把当前电脑屏幕抓取，然后通过 PCIe 传输到 DDR3 中，通过连续不断的抓取，可以形成连续的视频:

HDMI输出的PCIE采集的电脑主机桌面图像；
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10、福利：工程代码的获取

福利：工程代码的获取
代码太大，无法邮箱发送，以某度网盘链接方式发送，
资料获取方式：私，或者文章末尾的V名片。
网盘资料如下：
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文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-430736.html