基于AXI PCIE IP的FPGA PCIE卡示意图

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上图中,在FPGA PCIE卡示意图内,有2个AXI Master设备,即:PCIE到AXI4-Full-Master桥、AXI CDMA IP;有3个AXI Slave设备,即:AXIPCIE寄存器块、AXI4-Full-Slave到PCIE桥、CDMA寄存器块;每个AXI Master可以访问3个AXI Slave,所以3个AXI Slave设备构成了一个AXI总线地址空间。AXIPCIE寄存器块包含了PCI设备配置空间(其中包含PCIE:BARs寄存器)和PCIE扩展配置空间的所有寄存器,还包括了AXI:BARs寄存器。DMA是指外设直接读写Host PC的系统主存,而不经过CPU的干预。上图中,PCIE到AXI4-Full-Master桥用于Host PC主动访问FPGA PCIE设备,而AXI4-Full-Slave到PCIE桥用于FPGA PCIE设备主动访问Host PC的系统主存。从AXI的角度看,PCIE到AXI4-Full-Master桥可以访问AXI4-Full-Slave到PCIE桥,即AXI Master访问AX

### FPGA PCIe 视频采集方案设计与实现 #### 方案概述 FPGA PCIe视频采集是一种利用现场可编程门阵列(FPGA)作为核心处理器,通过PCI Express(PCIe)总线接口将视频数据高效传输至主机的技术。该技术广泛应用于实验室数据采集、工业视觉等领域[^1]。 #### 硬件平台选型 硬件部分通常采用高性能FPGA芯片来实现复杂的逻辑运算和高速数据流管理。例如,在某些设计方案中采用了Xilinx公司的XC7KU060 FPGA芯片,其具备强大的处理能力和丰富的外设接口资源,适合用于构建数字底板并配合FMC AD子完成模拟信号数字化过程。另外还有基于Zynq系列SoC的产品选项(Zynq-7100),它集成了ARM Cortex-A9双核处理器与可编程逻辑单元于一体,可以进一步简化系统结构并降低功耗水平[^3]。 #### 数据路径规划 为了确保从摄像设备获取的画面能够被快速而稳定地传送到后台服务器或者个人电脑当中去,则需要合理安排整个系统的内部工作流程: 1. **前端输入模块**: 使用CMOS传感器(OV5640)捕捉外部场景形成原始像素帧序列; 2. **中间缓冲区设置**: 利用片上RAM(Block RAM 或 UltraRAM)建立临时存储空间暂存待发送出去的数据包片段; 3. **后端输出控制机制**: 构建专用DMA引擎负责协调多个事务之间的优先级关系并通过AXI Stream协议封装成标准格式交给下游组件继续处理;最后经由物理层(PHY Layer)映射到对应的电气连接线上完成实际意义上的通信动作[^4]。 #### 软件框架搭建 针对上述提到的各种硬部件特性定制专属驱动程序至关重要。具体来说就是编写一段运行于目标机器操作系统之上专门服务于当前特定用途的应用层代码集合——即所谓的“客户应用程序”。这类工具一般会借助第三方库文件比如libxdma.so来进行初始化操作以及后续常规维护任务自动化执行等功能扩展[^2]。 此外还存在一种图形界面友好型解决方案可供选择—那就是依托Qt Creator IDE创建跨平台兼容性的可视化操控面板原型实例演示效果如下所示: ```cpp #include <QApplication> int main(int argc, char *argv[]) { QApplication app(argc, argv); MainWindow w; w.show(); return app.exec(); } ``` 以上仅为简单示意并非完整可用版本需根据实际情况调整参数设定等内容后再投入使用生产环境中。 ---
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