FPGA XDMA 中断模式 PCIE视频采集 HDMI
本设计使用Xilinx官方的XDMA方案搭建基于Xilinx系列FPGA的PCIE通信平台，使用XDMA的中断模式与QT上位机通讯，即QT上位机通过软件中断的方式实现与FPGA的数据交互；用笔记本电脑模拟HDMI摄像头，HDMI视频输入到FPGA开发板板载的ADV7611解码芯片，将HDMI视频解码为RGB视频，再经过FDMA视频三帧缓存架构将视频写入DDR，XDMA将视频从DDR3中读取出来，通过PCIE总线发送给电脑主机，电脑主机运行QT上位机软件，QT软件通过通断方式接收PCIE发来的图像数据并实时显示图像；

FPGA XDMA中断模式与PCIE视频采集HDMI技术分析

引言
FPGA（Field Programmable Gate Array）作为可编程逻辑器件的代表，具有高度灵活性和可配置性，广泛应用于各个领域的嵌入式系统中。而作为一种通信协议，PCI Express（PCIE）具有高性能和低延迟的特点，被广泛用于高速数据传输。本文将围绕FPGA XDMA中断模式与PCIE视频采集HDMI展开讨论，介绍相关技术及其应用。

一、背景与概述
在本设计中，我们基于Xilinx系列FPGA搭建了一个PCIE通信平台，使用Xilinx官方提供的XDMA方案，并采用中断模式与QT上位机进行数据通讯。同时，我们通过模拟HDMI摄像头，将HDMI视频输入到FPGA开发板上的ADV7611解码芯片，并将其解码为RGB视频。接下来，我们使用FDMA（Frame Double Buffering Memory Access）架构，将视频写入DDR3，再通过XDMA从DDR3中读取视频数据，并通过PCIE总线发送给电脑主机。最后，电脑主机运行QT上位机软件，接收PCIE发来的图像数据，并实时显示图像。

二、XDMA中断模式
Xilinx提供的XDMA方案是一种高性能的DMA（Direct Memory Access）控制器，可实现FPGA与主机之间高速数据传输。其中，中断模式是一种常用的数据交互方式，通过软件中断实现数据的传输与通讯。对于本设计而言，XDMA中断模式为QT上位机与FPGA之间的数据交互提供了一种高效、可靠的通信方式。

三、PCIE视频采集与HDMI接口
PCIE作为一种高速通信协议，被广泛应用于各种嵌入式系统中，其优异的性能和低延迟特性使其成为视频采集的理想选择。在本设计中，我们使用PCIE总线将FPGA采集的视频数据发送给电脑主机。而作为一种常见的视频接口，HDMI（High Definition Multimedia Interface）被广泛应用于高清视频设备中。通过模拟HDMI摄像头，我们将HDMI视频输入到FPGA开发板上的ADV7611解码芯片，进而实现视频解码和后续处理。

四、视频处理与存储
为了保证视频数据的高质量传输和实时性，我们采用FDMA架构对视频数据进行处理和存储。FDMA架构采用三帧缓存设计，将视频数据写入DDR3内存，并通过XDMA从DDR3中读取数据并发送给电脑主机。这种架构能够有效减少数据传输中的延迟，并提高数据处理的效率。

五、QT上位机软件
为了实现与FPGA的数据交互和图像显示，我们在电脑主机上运行QT上位机软件。QT上位机通过通断方式接收PCIE发来的图像数据，并实时显示图像。这种方式可以保证图像数据的实时性和稳定性，提供更好的用户体验。

六、总结
本设计基于Xilinx官方的XDMA方案搭建了基于Xilinx系列FPGA的PCIE通信平台，通过XDMA的中断模式与QT上位机实现数据的高效交互。通过模拟HDMI摄像头，我们成功实现了HDMI视频的采集和解码，并通过PCIE总线将视频数据发送给电脑主机。通过FDMA架构的视频处理和存储，以及QT上位机软件的实时显示，我们实现了对视频数据的高质量处理和显示。这一设计方案具有较高的可靠性和灵活性，可应用于各种需要视频采集和处理的场景。

参考链接
[1] Xilinx官方网站：https://www.xilinx.com/
[2] HDMI官方网站：https://www.hdmi.org/
[3] PCIE协议规范：https://www.pcisig.com/
[4] QT官方网站：https://www.qt.io/

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