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PCIe-DMA多通道/高性能/超低延时/超低抖动视频采集显示

热度 1已有 546 次阅读| 2023-4-18 14:17 |个人分类:交流共享|系统分类:芯片设计| PCIe, SGDMA, RDMA, V4L2

1   介绍

基于PCI ExpressIntegrated Block,Multi-Channel PCIe QDMA Subsystem实现了使用DMA地址队列的独立多通道、高性能Continous或Scather GatherDMA,提供fifo/AXI4-Stream用户接口。
基于PCI ExpressIntegrated Block,Multi-Channel PCIe RDMA Subsystem实现了使用DMA Ring缓冲的独立多通道、高性能/超低延时/超低抖动Continous Ring DMA,提供FIFO/AXI4-Stream用户接口。

1.1     特性

Ø  支持Ultrascale+,Ultrascale,7 Series的PCI ExpressIntegrated Block
Ø  支持64,128,256,512-bit数据路径
Ø  64-bit源地址,目的地址,和描述符地址
Ø  多达8个独立的host-to-card(H2C/Read)数据通道或H2C DMA
Ø  多达8个独立的card-to-host(C2H/Write)数据通道或C2H DMA
Ø  AXI4-Stream/FIFO用户接口(每个通道都有自己的AXI4-Stream/FIFO接口)
Ø  每个DMA引擎支持DMA地址队列,队列深度可达32
Ø  每个DMA引擎支持DMA Ring缓冲,Ring缓冲深度和个数可配置
Ø  RDMA的超低延时和超低抖动性
Ø  H2C DMA支持视频显示定时时序输入控制
Ø  AXI4-Lite Master接口允许PCIe通信绕过DMA引擎
Ø  Scather Gather描述符列表支持无限列表大小
Ø  每个描述符的最大传输长度为4GB
Ø  MSI中断
Ø  连续描述符的块获取
Ø  中断或查询模式

1.2     应用

本内核体系结构支持广泛的计算和通信目标程序应用,强调性能、成本、可扩展性、功能可扩展性和关键任务可靠性。典型应用包括:
● 数据通信网络
● 电信网络
● 宽带有线和无线应用
● 网络接口卡
● 用于各种应用程序的服务器add-in card
典型应用如下图所示:
                                
图 1 Multi-ChannelPCIe QDMA&RDMA Subsystem典型应用:8通道视频采集和视频显示
基于PCIe的多路视频采集与显示子系统

1       概述

视频采集与显示子系统可以实时采集多路视频信号,并存储到视频采集队列中,借助高效的硬实时视频帧出入队列管理和PCIe C2H DMA引擎,将采集到的视频帧实时传递到上位机采集缓冲区。
视频采集与显示子系统使用高效的PCIe H2C DMA引擎读取上位机显示缓冲区的视频帧,存储到视频显示队列中,并且可以借助外部输入的硬件显示定时脉冲实时访问视频显示队列,按照显示定时脉冲输出视频帧。
对于多路视频采集与显示子系统,在上位机可以使用标准的Linux V4L2视频驱动,实现多路视频信号的采集和显示工作。

2       子系统结构

                              

3     功能特性

1.     支持多种视频接口:SDI、Display Port(DP)、HDMI、DVI、VGA和Camera Link
2.     支持DDR3-64bit-1600MHz和DDR4-72bit-2400MHz内存接口
3.     支持PCIe链路速率:PCIe 1.0、PCIe 2.0、PCIe 3.0和PCIe 4.0
4.     支持PCIe链路宽度:PCIe x1、PCIe x2、PCIe x4、PCIe x8和PCIe x16
5.     支持Xilinx器件:7 Series,Ultrascale Series,Ultrascale+ Series
6.     支持多种PCIe驱动:Linux V4L2、Windows WDF和Linux
7.     8个独立的视频采集接口、视频采集队列、PCIe C2H(host-to-card)DMA引擎
8.     8个独立的视频显示接口、视频显示队列、PCIe H2C(card-to-host)DMA引擎
9.     支持全双工8个独立的视频采集和8个独立的视频显示
10.  8个视频采集队列参数(队列元素的地址、个数、大小)软件可配置
11.  8个视频显示队列参数(队列元素的地址、个数、大小)软件可配置
12.  支持MSI中断,16个DMA中断和16个User中断

4       性能指标

1.     PCIe 3.0 x16配置下,支持8路4K(3840x2160p)@60Hz的采集与显示
2.     PCIe 3.0 x8配置下,支持4路4K(3840x2160p)@60Hz的采集与显示
3.     PCIe 3.0 x8配置下,支持8路4K(3840x2160p)@30Hz的采集与显示
4.     PCIe 2.0 x8配置下,支持8路FHD(1920x1080p)@60Hz的采集与显示
5.     PCIe 2.0 x4配置下,支持8路FHD(1920x1080p)@30Hz的采集与显示

5       用户接口

1.     8路AXI4-Stream或FIFO视频采集接口
2.     8路AXI4-Stream或FIFO视频显示接口
3.     外部显示定时脉冲输入
4.     User中断输入
5.     视频采集与显示复位输出
6.     视频采集与显示配置输出
可交付资料:
1.  详细的用户手册
2.     Design File:Post-synthesis EDIF netlist or RTL Source
3.     Timing and layout constraints,Test or Design Example Project
4.  技术支持:邮件,电话,现场,培训服务
联系方式:

neteasy163z@163.com





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发表评论 评论 (2 个评论)

回复 TommyShelby 2023-4-19 19:22
404了兄弟
回复 axpro 2024-3-11 12:53
  

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