一、平台概述
本平台主要针对电子、计算机、自动化、光电子、通信等专业高年级本科、硕士等同学的深入学习,通过完整的双目视觉平台硬件(包括摄像头模组、MPSOC核心板、接口板),理解整个图像传输、处理的硬件系统,通过整体的双目视觉软件(包括PL端固件程序、ARM端裸跑程序、PC机网络程序)理解视频的同步传输、AXI总线的中断、VDMA视频传输、网络LWIP协议栈、视频传输与视频显示等,深入理解底层数据流的传输过程、连续流中中断、内存管理机制,网络TCP/UDP IP机制。
通过该套件的学习,为同学们打下良好的嵌入式底层硬软件结合的基础,为未来从事图像处理、人工智能、芯片设计、云智能视频等领域的工作做好充分准备。
二、双目视觉平台套件简介
双目视觉平台套件,以MPSOC芯片为基础,通过核心板+扩展板的模式来设计,核心板和扩展板之间使用高速板间连接器连接。搭建起了从摄像头到主处理器、到接口电路的完整结构。其整体框架如下:
套件内容如下:
这款MPSoCs开发平台采用核心板加扩展板的模式,方便用户对核心板的二次开发利用。核心板使用XILINX Zynq UltraScale+ CG芯片ZU3EG的解决方案,它采用Processing System(PS)+Programmable Logic(PL)技术将双核ARM Cortex-A53 和FPGA 可编程逻辑集成在一颗芯片上。另外核心板上PS端带有4片共2GB高速DDR4 SDRAM芯片,1片8GB的eMMC存储芯片和2片共512Mb的QSPI FLASH芯片;核心板上PL端带有1片512MB的DDR4 SDRAM芯片 。
在底板设计上我们为用户扩展了丰富的外围接口,比如1个FMC LPC接口、1路SATA M.2接口、1路DP接口、1个USB3.0接口、1路千兆以太网接口、1路UART串口接口、1路SD卡接口、2个40针扩展接口、2路CAN总线接口,2路RS485接口等等。满足用户各种高速数据交换,数据存储,视频传输处理,深度学习,人工智能以及工业控制的要求,是一款'专业级“的ZYNQ开发平台。为高速数据传输和交换,数据处理的前期验证和后期应用提供了可能。相信这样的一款产品非常适合从事MPSoCs开发的学生、工程师等群体。
实验箱
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1
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串口线
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2
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双目摄像头
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1
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下载器
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1
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读卡器
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1
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TF卡
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1
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用户手册
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1
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软件内容如下:
实验名称
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文件夹
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ARM的LWIP网络传输实验
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pro_ZU3EG_LWIP_V202007
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AXI总线的vdma图像传输
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pro_ZU3EG_AN5642_lwip_V202007
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单路CMOS图像 Sensor转DP显示实验
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pro_ZU3EG_AN5642_DP_V202007
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双路视频网络传输实验
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pro_ZU3EG_AN5642_lwip_V202007
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三、板卡概述
在这里,对这款AXU3EG MPSoCs开发平台进行简单的功能介绍。
开发板的整个结构,继承了我们一贯的核心板+扩展板的模式来设计的。核心板和扩展板之间使用高速板间连接器连接。
核心板主要由ZU3EG + 5个DDR4 + eMMC +2个 QSPI FLASH的小系统构成。ZU3EG采用Xilinx公司的Zynq UltraScale+ MPSoCs EG系列的芯片,型号为XCZU3EG-1SFVC784I。ZU3EG芯片可分成处理器系统部分Processor System(PS)和可编程逻辑部分Programmable Logic(PL)。在ZU3EG芯片的PS端和PL端分别挂了4片和1片DDR4,每片DDR4容量高达512M字节,使得ARM系统和FPGA系统能独立处理和存储的数据的功能。PS端的8GB eMMC FLASH存储芯片和1片总512Mb的QSPI FLASH用来静态存储MPSoCs的操作系统、文件系统及用户数据。
底板为核心板扩展了丰富的外围接口,其中包含1路M.2接口、1路DP接口、4路USB3.0接口、2路千兆以太网接口、2路UART串口接口、1路SD卡接口、2个40针扩展接口、2路CAN总线接口,2路RS485接口,1路MIPI接口和一些按键LED。
通过示意图,我们可以看到,我们这个开发平台所能含有的接口和功能。
• ZU3EG核心板
由ZU3EG+2GB DDR4(PS)+512MB DDR4(PL)+8GB eMMC FLASH + 256Mb QSPI FLASH组成,另外有2个晶振提供时钟,一个单端33.3333MHz晶振提供给PS系统,一个差分200MHz晶振提供给PL逻辑DDR参考时钟。
• M.2接口
1路PCIEx1标准的M.2接口,用于连接M.2的SSD固态硬盘,通信速度高达6Gbps。
• DP输出接口
1路标准的Display Port输出显示接口,用于视频图像的显示。最高支持4K@30Hz或者1080P@60Hz输出。
• USB3.0接口
4路USB3.0 HOST接口,USB接口类型为TYPE A。用于连接外部的USB外设,比如连接鼠标,键盘,U盘等等。
• 千兆以太网接口
2路10/100M/1000M以太网RJ45接口,PS和PL各1路。用于和电脑或其它网络设备进行以太网数据交换。
• USB Uart接口
2路Uart转USB接口,PS和PL各1路。用于和电脑通信,方便用户调试。串口芯片采用Silicon Labs CP2102GM的USB-UAR芯片, USB接口采用MINI USB接口。
• Micro SD卡座
1路Micro SD卡座,用于存储操作系统镜像和文件系统。
• 40针扩展口
2个40针2.54mm间距的扩展口,可以外接黑金的各种模块(双目摄像头,TFT LCD屏,高速AD模块等等)。扩展口包含5V电源1路,3.3V电源2路,地3路,IO口34路。
• CAN通信接口
2路CAN总线接口,选用TI公司的SN65HVD232芯片,接口采用4Pin的绿色接线端子。
• 485通信接口
2路485通信接口,选用MAXIM公司的MAX3485芯片。接口采用6Pin的绿色接线端子。
• MIPI接口
2个LANE的MIPI摄像头输入接口,用于连接MIPI摄像头模块(AN5641)。
• JTAG调试口
1个10针2.54mm标准的JTAG口,用于FPGA程序的下载和调试,用户可以通过XILINX下载器对ZU3EG系统进行调试和下载。
• 温湿度传感器
板载1片温湿度传感器芯片LM75,用于检测板子周围环境的温度和湿度。
• EEPROM
1片IIC接口的EEPROM 24LC04;
• RTC实时时钟
1路内置的RTC实时时钟;
• LED灯
5个发光二极管LED, 核心板上2个,底板上3个。核心板上1个电源指示灯和1个DONE配置指示灯,。底板上有1个电源指示灯,2个用户指示灯。
• 按键
3个按键,1个复位按键, 2个用户按键。
四、平台目录
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