1、前言

本設(shè)計采用OV5640攝像頭MIPI模式作為輸入，分辨率為1280x720@60Hz，MIPI解碼方案采用Xilinx官方提供的MIPI CSI-2 RX Subsystem IP解碼MIPI視頻，通過DP接口輸出視頻。
FPGA圖像采集領(lǐng)域目前協(xié)議最復雜、技術(shù)難度最高的應(yīng)該就是MIPI協(xié)議了，MIPI解碼難度之高，令無數(shù)英雄競折腰，以至于Xilinx官方不得不推出專用的IP核供開發(fā)者使用，不然太高端的操作直接嚇退一大批FPGA開發(fā)者，就沒人玩兒了。
本文詳細描述了設(shè)計方案，工程代碼編譯通過后上板調(diào)試驗證，可直接項目移植，適用于在校學生、研究生項目開發(fā)，也適用于在職工程師做項目開發(fā)，可應(yīng)用于醫(yī)療、軍工等行業(yè)的數(shù)字成像和圖像傳輸領(lǐng)域；
提供完整的、跑通的工程源碼和技術(shù)支持；
工程源碼和技術(shù)支持的獲取方式放在了文章末尾，請耐心看到最后；
關(guān)于MIPI協(xié)議，請自行搜索，csdn就有很多大佬講得很詳細，我就不多寫這塊了；
本設(shè)計只針對2line的MIPI相機；
如果要使用4line的MIPI相機，請參考我之前寫的文章4line MIPI解碼

2、設(shè)計思路和架構(gòu)

工程采用兩個 lane 的 MIPI 輸入，MIPI 攝像頭配置為 RAW10 輸出。通過mipi_csi2_rx_subsystem 模塊進行協(xié)議解析并轉(zhuǎn)換成 AXIS 流數(shù)據(jù)，并通過Sensor Demosaic模塊將RAW 轉(zhuǎn)換成 RGB 數(shù)據(jù)，之后經(jīng)過 Gammer 校正等模塊，進入 VDMA，之后進入 HP 口。
設(shè)計架構(gòu)如下：

先配置 ZYNQ 核，100MHz 用于數(shù)據(jù)傳輸，200MHz 用于 MIPI 模塊參考時鐘，如下圖：

配置 i2c 為 EMIO，用于配置攝像頭寄存器，GPIO EMIO 設(shè)置為 1，用于配置攝像頭使能，如下圖：

添加 mipi_csi2_rx_subsystem IP，用于 MIPI 數(shù)據(jù)的接收與解析，轉(zhuǎn)成 axi-stream 接口。
配置如下，數(shù)據(jù)格式選擇 RAW10，選擇 2 lane，Line Rate 配置為 1000Mbps，指的是最大支持的速率，也可以根據(jù)自己的需求填寫，范圍為 80-2500；Pixels Per Clock 默認配置為1，表示 1 個周期為 1 個像素；如下圖：

自此，輸入MIPI視頻就以完成了解碼，輸出為AXIS視頻流；后面就是圖像數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和VDMA緩存以及vitis軟件配置了。

3、vivado工程詳解

提供2套工程源碼，對應(yīng)2種fpga，其他型號的fpga只需在vivado里更改fpga型號，然后重新編譯即可，很簡單，不多說；
工程1：
輸入：OV5640攝像頭MIPI模式，1280x720@60Hz；
FPGA型號：Zynq UltraScale Xczu4ev；
開發(fā)環(huán)境：vivado2020.2；
輸出：DP，1280x720@60Hz；

工程2：
輸入：OV5640攝像頭MIPI模式，1280x720@60Hz；
FPGA型號：Zynq UltraScale Xczu2cg；
開發(fā)環(huán)境：vivado2020.2；
輸出：DP，1280x720@60Hz；

以工程1為例，vivado工程BD如下：

綜合后的代碼架構(gòu)如下：

vitis軟件配置部分c代碼主函數(shù)源碼如下：

int main(void)
{int Status;int i ;Xil_DCacheDisable();Xil_ICacheDisable();for (i = 0; i < DISPLAY_NUM_FRAMES; i++){pFrames[i] = frameBuf[i];memset(pFrames[i], 0, DEMO_MAX_FRAME);}PsGpioSetup() ;XGpioPs_WritePin(&Gpio, CAM_EMIO, 0) ;usleep(1000000);XGpioPs_WritePin(&Gpio, CAM_EMIO, 1) ;usleep(1000000);i2c_init(&ps_i2c0, XPAR_XIICPS_0_DEVICE_ID,100000);xil_printf("DPDMA Generic Video Example Test \r\n");Status = DpdmaVideoExample(&RunCfg, pFrames[0]);if (Status != XST_SUCCESS) {xil_printf("DPDMA Video Example Test Failed\r\n");return XST_FAILURE;}gamma_lut_init();demosaic_init();vdma_write_init(XPAR_AXIVDMA_0_DEVICE_ID,HORSIZE,VERSIZE,DEMO_STRIDE,(unsigned int)pFrames[0]);sensor_init(&ps_i2c0);return 0;
}

4、上板調(diào)試驗證

由于某些不可抗力和高層次復雜因素，不便展示調(diào)試結(jié)果，請見諒；

5、福利：工程代碼的獲取

福利：工程代碼的獲取
代碼太大，無法郵箱發(fā)送，以某度網(wǎng)盤鏈接方式發(fā)送，
資料獲取方式：私，或者文章末尾的V名片。
網(wǎng)盤資料如下：