FPGA高端项目：Xilinx Zynq7020系列FPGA 多路视频缩放拼接 工程解决方案 提供4套工程源码+技术支持_fpga 7020

FPGA高端项目：Xilinx Zynq7020系列FPGA 多路视频缩放拼接 工程解决方案 提供4套工程源码+技术支持

1、前言

没玩过图像缩放和视频拼接都不好意思说自己玩儿过FPGA，这是CSDN某大佬说过的一句话，鄙人深信不疑。。。本文使用Xilinx的Zynq7000系列FPGA实现多路视频缩放拼接方案，视频源有两种，分别对应开发者手里有没有摄像头的情况，一种是使用廉价的OV5640摄像头模组，如果你的手里没有摄像头或者没有摄像头输入接口，则可使用代码内部生成的动态彩条模拟摄像头视频；视频源的选择通过代码顶层的define宏定义进行选择，默认使用ov5640作为视频源；FPGA采集到输入视频后，首先经过图像缩放模块对图像进行缩放操作，图像缩放模块支持领域插值和双线性插值2种算法，通过模块顶层参数选择，默认使用双线性插值；缩放后的图像进入我常用的FDMA图像缓存架构进行图像拼接和缓存；这里需要注意的是，我的手里没有多路摄像头，所以用采集到的视频复制N路，以模拟N路视频；视频拼接在调用FDMA的不同方案中得以实现，比如你需要进行4路视频拼接，则需要调用4路FDMA，并对其进行不同的配置，具体方案在后面会介绍；拼接缓存的图像写入DDR中，然后在VGA时序生成模块的控制下读出视频；最后送入HDMI输出模块发送视频至显示器即可；针对目前市面上主流的FPGA，本纯verilog图像缩放拼接方案一共移植了18套工程源码，本博文介绍其中基于Xilinx Zynq7020系列FPGA 的4套工程，详情如下：

这里说明一下提供的4套工程源码的作用和价值，如下：

工程源码13：2路视频缩放+拼接
ov5640或者动态彩条输入，输入视频分辨率为1280x720，经过图像缩放模块后视频辨率为960x1080，缩放后的视频复制2份，用以模拟2路视频，调用2路FDMA图像缓存架构做视频拼接和图像缓存，最后HDMI输出，1920x1080的输出分辨率背景上叠加2路分辨率为960x1080的缩放拼接的视频，即2分屏输出显示；此工程目的是让读者掌握2路视频缩放+拼接的用法，以便能够移植和设计自己的项目；

工程源码14：4路视频缩放+拼接
ov5640或者动态彩条输入，输入视频分辨率为1280x720，经过图像缩放模块后视频辨率为960x540，缩放后的视频复制4份，用以模拟4路视频，调用4路FDMA图像缓存架构做视频拼接和图像缓存，最后HDMI输出，1920x1080的输出分辨率背景上叠加4路分辨率为960x540的缩放拼接的视频，即4分屏输出显示；此工程目的是让读者掌握4路视频缩放+拼接的用法，以便能够移植和设计自己的项目；

工程源码15：8路视频缩放+拼接
ov5640或者动态彩条输入，输入视频分辨率为1280x720，经过图像缩放模块后视频辨率为480x540，缩放后的视频复制8份，用以模拟8路视频，调用8路FDMA图像缓存架构做视频拼接和图像缓存，最后HDMI输出，1920x1080的输出分辨率背景上叠加4路分辨率为480x540的缩放拼接的视频，即8分屏输出显示；此工程目的是让读者掌握4路视频缩放+拼接的用法，以便能够移植和设计自己的项目；

工程源码16：16路视频缩放+拼接
ov5640或者动态彩条输入，输入视频分辨率为1280x720，经过图像缩放模块后视频辨率为240x540，缩放后的视频复制16份，用以模拟16路视频，调用16路FDMA图像缓存架构做视频拼接和图像缓存，最后HDMI输出，1920x1080的输出分辨率背景上叠加16路分辨率为240x540的缩放拼接的视频，即16分屏输出显示；此工程目的是让读者掌握16路视频缩放+拼接的用法，以便能够移植和设计自己的项目；

本博客详细描述了Xilinx Zynq7020系列FPGA 多路视频缩放拼接工程解决方案的设计方案，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学习提升，可应用于医疗、军工等行业的高速接口或图像处理领域；
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；

版本更新说明

此版本为第3版，根据读者的建议，对第1版工程做了改进和更新形成如下第2版本：
1：增加了输入视频动态彩条的选择，有的读者说他手里没有OV5640摄像头或者摄像头原理图和我的不一致，导致在移植过程中困难很大，基于此，增加了动态彩条，它由FPGA内部产生，不需要外接摄像头就可以使用，使用方法在后文有说明；
2：优化了FDMA，之前的FDMA内AXI4的数据读写突发长度为256，导致在低端FPGA上带宽不够，从而图像质量不佳，基于此，将FDMA内AXI4的数据读写突发长度改为128；
3：优化了HDMI输出模块，之前用的自定义IP，有读者说IP无法更新，虽能正常使用，但看源码不方便，基于此，将HDMI输出模块改为纯verilog实现的，直接了当；
4:更新了输出时序模块，我的输出时序模块采用1080P背景中显示有效区域图像的方式，之前的版本，除有效区域图像外，其他区域是花屏的，有读者说看着不舒服，基于此，将，除有效区域图像外的图像优化为黑色，即黑色背景中显示有效区域图像的方式，在后面有贴图；

根据读者的建议，对第2版工程做了改进和更新形成如下第3版本：
1：优化了图像缩放模块代码结构，将原来的跨时钟域FIFO纳入图像缩放模块内部，并添加了新的顶层接口和配置参数，使能原来复杂的顶层接口和参数变得十分简洁；
2：新增了纯verilog实现的异步FIFO，代码里可选Xilinx的FIFO IP核，也可选verilog实现的异步FIFO，通过顶层参数选择，这样就使得图像缩放模块移植性和通用性更强；
3：工程整体使用难度大大降低，由于优化了图像缩放模块和整体代码架构，加之将原来很多参数进行了统一的设置，代码量和行数减少了近45%，仅需修改集合参数就能快速实现工程的移植和修改；

给读者的一封信

FPGA作为当今热门行业，入行门槛很高，工资待遇不错，一时间引无数英雄尽折腰，但很多初学者甚至工程师都还有很多误区，现给读者一封信如下：
1、矮要承认挨打站稳
要学FPGA，甚至吃这碗饭，每个人都是从零基础开始的，你对自己有自信，认为你行，就自学；你不自信，就找别人学；和古代拜师学艺是一回事儿；首先思维要符合逻辑；
2、基础问题需要自己解决
最基础的知识，比如：verilog语法、vivado工具使用、模电数电基础常识、电脑使用、计算机基本结构。。。这些基础知识在网上都是免费的，既有文字资料也有视频资料；这些基础知识你一定要具备，因为这是你能获得的性价比最高的东西了，首先它免费；其次它简单，只需要你花时间，不需要花脑子；最后它重要，这是你干FPGA的基础；
3、有了源码等于零
你可能认为，我有了源码就能做项目了，我可以肯定的告诉你，该醒醒了；原子弹的详细原理和原料配方甚至生产工艺流程在网上都是公开的，为啥全世界就那联合国几大流氓能造出来的？同样的，源码给你，你看得懂吗？你知道怎么用吗？看不懂不会用的源码，跟废物有什么区别？你需要的是源码+工程，最完美的是源码+工程+技术支持；有了源码，就有了可开发的底层架构，有了工程就知道源码或者模块怎么使用，有了技术支持就可以根据源码修改开发自己的项目；
4、先学会爬在学会跑
对于初学者，没有资格研究代码，你首先需要做的是对工程进行复现；比如给你一个图像的工程，你首先在自己的开发板上复现这个工程的功能，然后再去阅读理解代码，然后对代码的功能部分做小幅修改，比如改一下接口，增加几个输出接口，比如加一个LED输出；小幅修改后再慢慢增加修改幅度，以符合自己的需求；
5、学FPGA要不求甚解
学FPGA要不求甚解，甚至不需要理解，这句话咋听着有点不符合逻辑呢？对于很多功能性模块而言，你不需要理解它怎么实现的，你只需要知道怎么使用它，比如一个图像缩放模块，这种东西都是很老的知识，以你目前的知识水平，该模块的代码你怎么看也看不懂的，但你只要知道怎么使用它就行了，知道怎么使用，就能做项目，就能在公司呆下去了，原因很简单，老板招你来是干活儿的，不是招你来学习的，那是学校的事儿；如果要等什么都懂了才干活儿，那公司早垮了，学FPGA就是在实践中学习，先上前线去干活，边干边学，在实践中遇到问题，并主动去查资料问大佬理解问题，才是成长最快的，而不是一味的咬文嚼字刨根问底；

FPGA就业高端项目培训计划

鉴于目前的FPGA就业和行业现状，本博推出了FPGA就业高端项目培训：纯verilog多路视频缩放+拼接 工程解决方案的计划，该计划旨在让一部分人先学会FPGA纯verilog图像缩放，提高从业者的技术水平和工资待遇，详细计划如下：

FPGA就业高端项目培训计划细节：
1、我发你上述18套工程源码和对应的工程设计文档网盘链接，你保存下载，作为培训的核心资料；
2、你根据自己的实际情况安装好对应的开发环境，然后对着设计文档进行浅层次的学习；
3、遇到不懂的随时问我，包括代码、职业规划、就业咨询、人生规划、战略规划等等；
4、每周末进行一次腾讯会议，我会检查你的学习情况和面对面沟通交流；
5、你可以移植代码到你自己的FPGA开发板上跑，如果你没有板子，你根据你自己的需求修改代码后，编译工程，把bit发我，我帮你下载到我的板子上验证；

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官网以及其他开源免费获取渠道等等)，若大佬们觉得有所冒犯，请私信批评教育；部分模块源码转载自上述网络，版权归原作者所有，如有侵权请联系我们删除；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、相关方案推荐

我这里已有的FPGA图像缩放方案

我的主页目前有FPGA图像缩放专栏，改专栏收录了我目前手里已有的FPGA图像缩放方案，从实现方式分类有基于HSL实现的图像缩放、基于纯verilog代码实现的图像缩放；从应用上分为单路视频图像缩放、多路视频图像缩放、多路视频图像缩放拼接；从输入视频分类可分为OV5640摄像头视频缩放、SDI视频缩放、MIPI视频缩放等等；以下是专栏地址：
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我已有的FPGA视频拼接叠加融合方案

我的主页目前有FPGA视频拼接叠加融合专栏，改专栏收录了我目前手里已有的FPGA视频拼接叠加融合方案，从实现方式分类有基于HSL实现的视频拼接、基于纯verilog代码实现的视频拼接；从应用上分为单路、2路、3路、4路、8路、16路视频拼接；视频缩放+拼接；视频融合叠加；从输入视频分类可分为OV5640摄像头视频拼接、SDI视频拼接、CameraLink视频拼接等等；以下是专栏地址：
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本方案的Xilinx Kintex7系列FPGA上的ov5640版本

本方案适应于所有FPGA平台，针对目前市面上主流的FPGA，本博将本方案分别移植到了Xilinx 的Artix7、Kintex7、Zynq7020、紫光同创等平台共计18套工程源码，本文讲述的是在Xilinx Zynq7000系列FPGA上的应用，想要直接应用于Xilinx Kintex7系列FPGA上的ov5640视频缩放拼接应用的读者，可以参考我之前写得博客，以下是博客地址：
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本方案的Xilinx Kintex7系列FPGA上的HDMI版本

本方案适应于所有FPGA平台，针对目前市面上主流的FPGA，本博将本方案分别移植到了Xilinx 的Artix7、Kintex7、Zynq7020、紫光同创等平台共计18套工程源码，本文讲述的是在Xilinx Zynq7000系列FPGA上的应用，想要直接应用于Xilinx Kintex7系列FPGA上的HDMI视频缩放拼接应用的读者，可以参考我之前写得博客，以下是博客地址：
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本方案的Xilinx Artix7系列FPGA上的应用

本方案适应于所有FPGA平台，针对目前市面上主流的FPGA，本博将本方案分别移植到了Xilinx 的Artix7、Kintex7、Zynq7020、紫光同创等平台共计18套工程源码，本文讲述的是在Xilinx Zynq7000系列FPGA上的应用，想要直接应用于Xilinx Artix7系列FPGA上视频缩放拼接应用的读者，可以参考我之前写得博客，以下是博客地址：
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3、设计思路框架

设计框图

本博客提供4套vivado工程源码，设计框图如下：

视频源选择

视频源有两种，分别对应开发者手里有没有摄像头的情况，一种是使用廉价的OV5640摄像头模组；如果你的手里没有摄像头，或者你的开发板没有摄像头接口，则可使用代码内部生成的动态彩条模拟摄像头视频；视频源的选择通过代码顶层的define宏定义进行，默认使用ov5640作为视频源；视频源的选择通过代码顶层的`define宏定义进行；如下：

选择逻辑代码部分如下：

选择逻辑如下：
当(注释) define COLOR_TEST时，输入源视频是ov5640摄像头；
当(不注释) define COLOR_TEST时，输入源视频是动态彩条；

ov5640 i2c配置及采集

视频源有两种，分别对应开发者手里有没有摄像头的情况，一种是使用廉价的OV5640摄像头模组；如果你的手里没有摄像头，或者你的开发板没有摄像头接口，则可使用代码内部生成的动态彩条模拟摄像头视频；视频源的选择通过代码顶层的define宏定义进行，默认使用ov5640作为视频源；ov5640需要i2c配置才能使用，需要i2c配置分辨率，然后将DVP接口的两个时钟一个像素的GRB565视频数据采集为一个时钟一个像素的RGB565或者RGB888视频数据；ov5640i2c配置及采集代码如下：

ov5640配置和采集模块顶层参数如下：

module helai_ov5640_rx #(
	parameter DELAY        = 1    ,	// 有的摄像头使用转接板与FPGA开发板连接，可能需要考虑上电延时，不需要是设为0
	parameter DEVID        = 8'h78, // i2c 从机器件地址
	parameter IMAGE_WIDTH  = 1280 ,	// ov5640输出视频宽度
	parameter IMAGE_HEIGHT = 720  ,	// ov5640输出视频高度
	parameter RGB_TYPE     = 1'd0	// 设为0-->输出RGB565；设为1-->输出RGB888	
)(
	input         clk_25m     ,	// 固定输入 25M 时钟
	input         rst_n       ,	// 低电平复位
	output        cmos_scl    ,	// ov5640的scl接口
	inout         cmos_sda    ,	// ov5640的sda接口
	input         cmos_pclk_i ,	// ov5640的pclk接口
	input         cmos_href_i ,	// ov5640的href接口
	input         cmos_vsync_i,	// ov5640的vsync接口
	input  [7:0]  cmos_data_i ,	// ov5640的data接口
	output        cmos_xclk_o ,	// ov5640的xclk接口，如果你的摄像头自带晶振，则此信号不需要
    output [23:0] ov5640_rgb  ,	// 输出的RGB视频像素数据
    output        ov5640_de   ,	// 输出的RGB视频像素数据有效信号
    output        ov5640_vs   ,	// 输出的RGB视频场同步信号
    output        ov5640_hs   ,	// 输出的RGB视频行同步信号
	output        cfg_done      // ov5640配置完成拉高信号
);
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ov5640配置和采集模块的例化请参考工程源码的顶层代码；

动态彩条

如果你的手里没有ov5640，或者你得开发板没有ov5640接口，则可使用代码内部生成的动态彩条模拟摄像头视频；视频源的选择通过代码顶层的define宏定义进行，动态彩条可配置为不同分辨率的视频，视频的边框宽度，动态移动方块的大小，移动速度等都可以参数化配置，我这里配置为辨率1280x720，动态彩条模块代码位置和顶层接口和例化如下：


动态彩条模块的例化请参考工程源码的顶层代码；

图像缩放模块详解

图像缩放模块功能框图如下，由跨时钟FIFO、插值+RAM阵列构成，跨时钟FIFO的目的是解决跨时钟域的问题，比如从低分辨率视频放大到高分辨率视频时，像素时钟必然需要变大，这是就需要异步FIFO了，插值算法和RAM阵列具体负责图像缩放算法层面的实现；

插值算法和RAM阵列以ram和fifo为核心进行数据缓存和插值实现，设计架构如下：

图像缩放模块代码架构如下：模块的例化请参考工程源码的顶层代码；

图像缩放模块FIFO的选择可以调用工程对应的vivado工具自带的FIFO IP核，也可以使用纯verilog实现的FIFO，可通过接口参数选择，图像缩放模块顶层接口如下：

module helai_video_scale #(
	//---------------------------Parameters----------------------------------------
	parameter FIFO_TYPE          =	"xilinx",		// "xilinx" for xilinx-fifo ; "verilog" for verilog-fifo
	parameter DATA_WIDTH         =	8       ,		//Width of input/output data
	parameter CHANNELS           =	1       ,		//Number of channels of DATA_WIDTH, for color images
	parameter INPUT_X_RES_WIDTH  =	11      		//Widths of input/output resolution control signals	
)(
	input                            i_reset_n         ,    // 输入--低电平复位信号
	input  [INPUT_X_RES_WIDTH-1:0]   i_src_video_width ,	// 输入视频--即缩放前视频的宽度
	input  [INPUT_X_RES_WIDTH-1:0]   i_src_video_height,	// 输入视频--即缩放前视频的高度
	input  [INPUT_X_RES_WIDTH-1:0]   i_des_video_width ,	// 输出视频--即缩后前视频的宽度
	input  [INPUT_X_RES_WIDTH-1:0]   i_des_video_height,	// 输出视频--即缩后前视频的高度
	input                            i_src_video_pclk  ,	// 输入视频--即缩前视频的像素时钟
	input                            i_src_video_vs    ,	// 输入视频--即缩前视频的场同步信号,必须为高电平有效
	input                            i_src_video_de    ,	// 输入视频--即缩前视频的数据有效信号,必须为高电平有效
	input  [DATA_WIDTH*CHANNELS-1:0] i_src_video_pixel ,	// 输入视频--即缩前视频的像素数据
	input                            i_des_video_pclk  ,	// 输出视频--即缩后视频的像素时钟,一般为写入DDR缓存的时钟
	output                           o_des_video_vs    ,	// 输出视频--即缩后视频的场同步信号,高电平有效
	output                           o_des_video_de    ,	// 输出视频--即缩后视频的数据有效信号,高电平有效
	output [DATA_WIDTH*CHANNELS-1:0] o_des_video_pixel 		// 输出视频--即缩后视频的像素数据
);
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FIFO_TYPE选择原则如下：
1：总体原则，选择"xilinx"好处大于选择"verilog"；
2：当你的FPGA逻辑资源不足时，请选"xilinx"；
3：当你图像缩放的视频分辨率较大时，请选"xilinx"；
4：当你的FPGA没有FIFO IP或者FIFO IP快用完了，请选"verilog"；
5：当你向自学一下异步FIFO时，，请选"verilog"；
6：不同FPGA型号对应的工程FIFO_TYPE参数不一样，但选择原则一样，具体参考代码；

2种插值算法的整合与选择
本设计将常用的双线性插值和邻域插值算法融合为一个代码中，通过输入参数选择某一种算法；
具体选择参数如下：

input  wire i_scaler_type //0-->bilinear;1-->neighbor
1

通过输入i_scaler_type 的值即可选择；

输入0选择双线性插值算法；
输入1选择邻域插值算法；

代码里的配置如下：

图像缩放模块使用

图像缩放模块使用非常简单，顶层代码里设置了四个参数，如下：

上图视频通过图像缩放模块但不进行缩放操作，旨在掌握图像缩放模块的用法；如果需要将图像放大到1080P，则修改为如下：

当然，需要修改的不仅仅这一个地方，FDMA的配置也需要相应修改，详情请参考代码，但我想要证明的是，图像缩放模块使用非常简单，你都不需要知道它内部具体怎么实现的，上手就能用；

多路视频拼接算法

纯verilog多路视频拼接方案如下：以4路OV5640摄像头拼接为例；

输出屏幕分辨率为1920X1080；
输入摄像头分辨率为960X540；
4路输入刚好可以占满整个屏幕；
多路视频的拼接显示原理如下：

以把 2 个摄像头 CAM0 和 CAM1 输出到同一个显示器上为列，为了把 2 个图像显示到 1 个显示器，首先得搞清楚以下关系：
hsize：每 1 行图像实际在内存中占用的有效空间，以 32bit 表示一个像素的时候占用内存大小为 hsize X 4；
hstride：用于设置每行图像第一个像素的地址,以 32bit 表示一个像素的时候 v_cnt X hstride X 4；
vsize：有效的行；
因此很容易得出 cam0 的每行第一个像素的地址也是 v_cnt X hstride X 4；
同理如果我们需要把 cam1 在 hsize 和 vsize 空间的任何位置显示，我们只要关心 cam1 每一行图像第一个像素的地址，可以用以下公式 v_cnt X hstride X 4 + offset；
uifdma_dbuf 支持 stride 参数设置，stride 参数可以设置输入数据 X(hsize)方向每一行数据的第一个像素到下一个起始像素的间隔地址，利用 stride 参数可以非常方便地摆放输入视频到内存中的排列方式。
关于uifdma_dbuf，可以参考我之前写的文章点击查看：FDMA实现视频数据三帧缓存
根据以上铺垫，每路摄像头缓存的基地址如下：
CAM0：ADDR_BASE=0x80000000；
CAM1：ADDR_BASE=0x80000000+(1920-960)X4；
CAM2：ADDR_BASE=0x80000000+(1080-540)X1920X4；
CAM3：ADDR_BASE=0x80000000+(1080-540)X1920X4+(1920-960)X4；
地址设置完毕后基本就完事儿了；
注意！
注意！
注意！
在Zynq的地址分配中，FDMA的基地址不是上述的0x80000000，而是0x01000000；因为0x00000000是Zynq内核启动及其片内外设的基地址，所以不能以0x00000000作为PL端设备的基地址，由于Zynq地址分配从0x00000000开始，所以也不可能将FDMA基地址人为设置为0x80000000了；

图像缓存

经常看我博客的老粉应该都知道，我做图像缓存的套路是FDMA，他的作用是将图像送入DDR中做3帧缓存再读出显示，目的是匹配输入输出的时钟差和提高输出视频质量，关于FDMA，请参考我之前的博客，博客地址：点击直接前往
FDMA图像缓存架构如下图所示：截图为4路视频拼接，其他多路视频拼接与之类似；

需要注意的是，Xilinx系列的Artix7、Kintex7以及紫光和高云工程都使用DDR3作为缓存，Zynq7020工程使用PS端的DDR3作为缓存；Artix7、Kintex7工程调用MIG IP实现DDR3读写；Zynq7020工程调用Zynq软核实现DDR3读写；没有用到VDMA之类的IP，所以不需要SDK配置；

这里多路视频拼接时，调用多路FDMA进行缓存，具体讲就是每一路视频调用1路FDMA，以4路视频拼接为例：
调用4路FDMA，其中三路配置为写模式，因为这三路视频在这里只需要写入DDR3，读出是由另一个FDMA完成，配置如下：

另外1路FDMA配置为读写模式，因为4路视频需要同时一并读出，配置如下：

视频拼接的关键点在于4路视频在DDR3中缓存地址的不同，还是以4路视频拼接为例，4路FDMA的写地址以此为：
第一路视频缓存写基地址：0x80000000；
第二路视频缓存写基地址：0x80000f00；
第三路视频缓存写基地址：0x803f4800；
第四路视频缓存写基地址：0x803f5700；
视频缓存读基地址：0x80000000；
注意！
注意！
注意！
在Zynq的地址分配中，FDMA的基地址不是上述的0x80000000，而是0x01000000；因为0x00000000是Zynq内核启动及其片内外设的基地址，所以不能以0x00000000作为PL端设备的基地址，由于Zynq地址分配从0x00000000开始，所以也不可能将FDMA基地址人为设置为0x80000000了；

视频输出

视频从FDMA读出后，经过VGA时序模块和HDMI发送模块后输出显示器，代码位置如下：

VGA时序配置为1920X1080，HDMI发送模块采用verilog代码手写，可以用于FPGA的HDMI发送应用，关于这个模块，请参考我之前的博客，博客地址：点击直接前往

PL端逻辑工程源码架构

Xilinx Zynq7020 系列FPGA工程源码架构具有高度相似性，以工程13为例截图如下：

PS端SDK软件工程源码架构

Xilinx Zynq7020 系列FPGA纯verilog图像缩放工程没有用官方推荐的VDMA方案，而是用了自定义的FDMA方案，虽然不需要SDK配置，但FDMA的AXI4接口时钟由Zynq提供，所以需要运行SDK程序才能启动Zynq，从而为PL端逻辑提供时钟；由于不需要SDK配置，所以SDK软件代码就变得极度简单，只需运行一个“Hello World”即可，如下：

4、工程代码13详解：掌握2路视频缩放+拼接

开发板FPGA型号：Xilinx–Zynq7020–xc7z020clg400-2；
开发环境：Vivado2019.1；
输入：OV5640摄像头或动态彩条，分辨率1280x720；
输出：1920x1080的输出分辨率背景上叠加2路分辨率为960x1080的缩放拼接的视频，即2分屏输出显示；
视频缩放方案：输入1280x720–>输出960x1080；
视频拼接方案：2路视频拼接；
工程作用：此工程目的是让读者掌握2路视频缩放+拼接的用法，以便能够移植和设计自己的项目；
工程Block Design请参考第3章节“设计思路框架”的“图像缓存”小节内容；
工程代码架构请参考第3章节“设计思路框架”的“工程源码架构”小节内容；
工程的资源消耗和功耗如下：该工程使用的是Xilinx fifo方案；

5、工程代码14详解：掌握4路视频缩放+拼接

开发板FPGA型号：Xilinx–Zynq7020–xc7z020clg400-2；
开发环境：Vivado2019.1；
输入：OV5640摄像头或动态彩条，分辨率1280x720；
输出：1920x1080的输出分辨率背景上叠加4路分辨率为960x540的缩放拼接的视频，即4分屏输出显示；
视频缩放方案：输入1280x720–>输出960x540；
视频拼接方案：4路视频拼接；
工程作用：此工程目的是让读者掌握4路视频缩放+拼接的用法，以便能够移植和设计自己的项目；
工程Block Design请参考第3章节“设计思路框架”的“图像缓存”小节内容；
工程代码架构请参考第3章节“设计思路框架”的“工程源码架构”小节内容；
工程的资源消耗和功耗如下：该工程使用的是Xilinx fifo方案；

6、工程代码15详解：掌握8路视频缩放+拼接

开发板FPGA型号：Xilinx–Zynq7020–xc7z020clg400-2；
开发环境：Vivado2019.1；
输入：OV5640摄像头或动态彩条，分辨率1280x720；
输出：1920x1080的输出分辨率背景上叠加8路分辨率为480x540的缩放拼接的视频，即8分屏输出显示；
视频缩放方案：输入1280x720–>输出480x540；
视频拼接方案：8路视频拼接；
工程作用：此工程目的是让读者掌握8路视频缩放+拼接的用法，以便能够移植和设计自己的项目；
工程Block Design请参考第3章节“设计思路框架”的“图像缓存”小节内容；
工程代码架构请参考第3章节“设计思路框架”的“工程源码架构”小节内容；
工程的资源消耗和功耗如下：该工程使用的是Xilinx fifo方案；

7、工程代码16详解：掌握16路视频缩放+拼接

开发板FPGA型号：Xilinx–Zynq7020–xc7z020clg400-2；
开发环境：Vivado2019.1；
输入：OV5640摄像头或动态彩条，分辨率1280x720；
输出：1920x1080的输出分辨率背景上叠加16路分辨率为240x540的缩放拼接的视频，即16分屏输出显示；
视频缩放方案：输入1280x720–>输出240x540；
视频拼接方案：16路视频拼接；
工程作用：此工程目的是让读者掌握16路视频缩放+拼接的用法，以便能够移植和设计自己的项目；
工程Block Design请参考第3章节“设计思路框架”的“图像缓存”小节内容；
工程代码架构请参考第3章节“设计思路框架”的“工程源码架构”小节内容；
工程的资源消耗和功耗如下：该工程使用的是Xilinx fifo方案；

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；

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：



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、上板调试验证并演示

准备工作

需要如下器材设备：
1、FPGA开发板；
2、OV5640摄像头或HDMI输入设备，比如笔记本电脑，两者都没有则使用动态彩条；
2、HDMI连接线和显示器；

工程13：2路视频缩放拼接输出演示

工程13输出演示，我将动态彩条和ov5640摄像头缩放拼接输出的视频剪辑整理后如下：
视频前半段为动态彩条缩放拼接输出；
视频前后段为ov5640摄像头缩放拼接输出；

工程14：4路视频缩放拼接输出演示

工程14输出演示，我将动态彩条和ov5640摄像头缩放拼接输出的视频剪辑整理后如下：
视频前半段为动态彩条缩放拼接输出；
视频前后段为ov5640摄像头缩放拼接输出；

工程15：8路视频缩放拼接输出演示

工程15输出演示，我将动态彩条和ov5640摄像头缩放拼接输出的视频剪辑整理后如下：
视频前半段为动态彩条缩放拼接输出；
视频前后段为ov5640摄像头缩放拼接输出；

工程16：16路视频缩放拼接输出演示

工程16输出演示，我将动态彩条和ov5640摄像头缩放拼接输出的视频剪辑整理后如下：
视频前半段为动态彩条缩放拼接输出；
视频前后段为ov5640摄像头缩放拼接输出；

10、福利：工程源码获取

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：