150 MHz - 嵌入式視覺系統的構建模塊

150 MHz – 用于圖像處理鏈，也稱為AXI Streaming時鐘。AXI Stream 時鐘的速率必須至少與像素速率相同。但是我們必須考慮處理鏈中的所有 IP 核的吞吐量。雖然大多數模塊能夠每時鐘周期處理一個像素，留出部分裕度并減少所需的緩存是明智的做法。

200 MHz – 提供給 Python 1300C CIS 設備作為基準。

為實現像素時鐘，我們需要使用時鐘向導來生成該 108MHz 像素時鐘，因為該時鐘需要極為準確的設置。雖然在用 PL 架構時鐘設置時，75MHz和150MHz時鐘允許部分容差，但 200MHz時鐘也要求精確。與 108MHz 時鐘不同的是該時鐘可由 PL 架構時鐘精確生成。

所使用的 IP 模塊的時鐘結構如下表所示：

在 Vivavdo 方框圖編輯器中的整個實現方案如下面兩個圖所示。這兩個圖分別顯示的是圖像處理鏈的上游和下游。您還能夠看到使用通用 AXI 互聯和高性能 AXI 互聯實現的 ARM 內核處理器的互聯情況。

圖2：EVK實例設計 — 突出顯示的是上游圖像處理鏈

圖3：EVK實例設計 — 突出顯示的是下游圖像處理鏈

一旦我們完成設計驗證，并為AXI外設分配地址(可自動完成)后，我們就能在 Vivado 2015.4 中構建硬件并將其導入到 SDK 2015.4 軟件開發環境中。我們需要在該環境中編寫一些簡單軟件，讓系統啟動并運行。

在 SDK 內部，我們不僅需要在 Zynq 內配置設計，還需要在使用設計之前在 EVK 上配置部分元素。記住在本實例中 PS 起著系統監視和控制功能，因此必須對整個嵌入式視覺系統進行配置，而不僅僅是在 Zynq 中配置 Vivado 設計。

我們需要開發用于配置下列內容的軟件：

使用SPI 接口的 Python 1300C 攝像頭
AXI Python 1300C 接口模塊
?AXI VDMA，從 DDR 內存讀取和向 DDR 內存寫入幀
AXI 彩色濾波器陣列
?用于 AD7511 的 HDMI 輸出設備。該設備使用 I2C 進行配置
I2C 多路復用器及其連接的相關外設
用于控制 Python 1300C 設備電源軌的 I2C IO 擴展器

該 EVK 使用 Zynq PS I2C 控制器對 HDMI 輸出設備進行配置，來對 Python 設備供電。安富利還向我們提供了能用來控制 I2C 并進行如下配置的 API：

ADV7511 – 用于 HDMI 輸出的 API
CAT9554 – 用于位于攝像頭模塊上的 I2C I/O 擴展器的 API
TCA9548 – 用于位于 EVCC 上的 I2C 多路復用器的 API
PCA9534 – 用于位于 EVCC 上的 I2C IO 擴展器的 API
OnSemi_Python_SW – 用于 Python 1300C 的 API
XAXIVDMA_EXT – 用于配置 VDMA 的 API
XIICPS_EXT – 用于驅動外部 I2C 的 API

我們所需做的就是將這些 API 與賽靈思軟件 API 耦合，用于圖像處理鏈中的 IP，這樣我們就能快速創建軟件可執行文件。要創建軟件應用，我們需要將硬件設計導入到 SDK 中，為硬件創建板級支持包 (BSP)。該 BSP 內置所有所需的賽靈思 API，在與安富利的 API 耦合后，就能夠驅動圖像處理鏈中的硬件和 Zynq。

軟件本身需要執行下列步驟：

初始化所有的 AXI 外設