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FPGA_VIP_V101 视频开发板 深入调试小结

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FPGA_VIP_V101 视频开发板 深入调试小结

FPGA_VIP_V101 推出已经有半年有余,各项功能例程已移植完毕,主要参考crazybingo例程进行移植和结合开发板设计了几个实例例程

主要包含:

硬件配置:

  FPGA:EP4CE6E22C8N(6k逻辑资源,可以进行nios开发)

  SDRAM:HY57V641620(32M,可以做视频图像缓存,nios存储器)

  通信接口:1、USB2.0(68013 高速数据通信) 2、USB2.0(cp2102 usb转串口)

CMOS摄像头接口(可以直接接OV7670、OV7725、OV9650、OV5642。30w到500w像素摄像头)

  LCD液晶接口(动态液晶刷新,液晶驱动,ttl驱动,可以直接驱动大多数液晶显示器,可以使用ttl转lvds接笔记本液晶显示器)

  VGA显示器接口(ADV7123 30bit液晶接口,本系统仅有16bit,可显示65535色)

  供电接口(4-6v dc5接口,可以直接外部电源供电,笔记本usb供电不足时)

  系统结构:底板+核心板。可以任意扩展

  JTAG下载接口:支持下载sof文件、jic文件。

  tf卡、sd卡接口:nios系统时可以进行文件系统操作或fpga直接操作sd卡存储器。

一、基础例程

1、VGA显示驱动(640*480-1080p)

2、串口通信例程(串口收发、使用逻辑资源构建一个串口,板卡自带cp2102,直接可以通过usb通信)

3、时钟、流水灯、按键控制(测试最简单的程序,验证硬件是否ok)

4、SDRAM测试(通过vga显示sdram各种图案效果、动态刷新)

5、68013 进行对摄像头寄存器配置(目前可以自动识别7725和7670,可以配置为raw8输出或rgb565输出)

二、算法例程移植(来源crazybingo,支持原创)

1、7725摄像头rgb视频显示

2、7725摄像头usb采集raw格式解码

3、OV7725_RGB888转YCbCr444

4、CMOS_OV7725_YCbCr422_RGB888

5、CMOS_OV7725_Gray_Mean_Filter

6、CMOS_OV7725_Gray_Median_Filter

7、CMOS_OV7725_Gray_Sobel

8、CMOS_OV7725_Gray_Sobel_Erosion

9、CMOS_OV7725_Gray_Sobel_Erosion_Dilation

三、液晶驱动

1、LCD_Display_Test800480(7寸液晶显示800*600测试)

2、SDRAM_LCD_Display_Test800480(7寸液晶显示sdram动态刷新内容测试)

3、LCD_CMOS_OV7725_RGB640480(7寸液晶显示摄像头视频测试程序)

四、下一步计划

1、模拟摄像头接入(AV接入、PAL解码)

2、nios例程完善(液晶驱动、VGA驱动、摄像头驱动、tf文件系统)

3、综合例程(vga显示例程、菜单、usb视频采集、tf文件系统维护、视频录制、拍照等功能)

4、TTL转LVDS液晶驱动(驱动笔记本显示器、大尺寸液晶)

目前调试心得

1、核心板突然不能工作,不能下载程序,led等全亮。

检查工作电压:3.3v、2.5v、1.2v均正确

问题疑问:突然不工作,之前上电ok,突然失活,接连两块均是如此。猜测:虚焊、静电损坏?

拆下来,反复验证,均无法工作,时隔一天决定拿热风台吹下更换fpga。

周围都往返吹吹,重新上电,恢复工作!猜测:底盘接地虚脱。

继续加热使其底盘焊锡融化焊接牢,第二块也按此方法处理,均恢复正常,由此判定是底盘接地问题。

2、vga视频显示花屏,不同步

检查程序:发现摄像头参数为68013配置,于是检查68013的摄像头配置模式更改为与fpga解码模式一致,全部为raw8后,正常

小结:若为68013单独配置寄存器,则需要仔细检查68013是否正常,已经初始化模式是否和fpga解码模式一致,线路是否ok!均能解决问题

3、VGA视频颜色偏色,能显示图像,但是颜色不正常。

怀疑是焊接虚焊:仔细检查vga的每根数据线,因为颜色不对,能显示图像,所以同步信号应该没有问题。

重新补焊后,恢复正常!

注:此问题遇到两块板子,有一块无论如何补焊,检查链接关系都正确,依然色偏,更换ic后ok,所以也不排除adv7123损坏。

4、USB视频采集,不可靠,偶尔能链接采集,偶尔不成功(68013)

主要怀疑虚焊,但确实无虚焊,仔细对比其他ok的板子,也未发现差异,

只得研究手册和参考图纸,发现cs、add0,add1需要接低电平,

本板子设计之初因为对该芯片理解不多,且希望保留更多选择性,所以一些固定电平的io通过电阻上拉或下拉,以便容易更改作为其他应用。

add0和add1已经下拉,唯独cs连接led指示灯接地,可能导致电平不可靠

更改:使用1k电阻直接下拉,问题解决,每次均能正常采集,于是解决问题。

5、USB视频采集,刚开始上电,视频图像有雪花,慢慢消失,最后不再出现,每次上电都会有,第一次会较多。

分析:只有上电之初出现,第一次采集的时候时候会出现,而且逐步消失,目前暂未解决

图片效果如下

刚开始上电工作。

约5-10秒后

目前猜测可能是硬件问题,但是没找到哪问题,与核心板无关,在其他底板上ok,哪位大侠有告知敬请支招,不慎感激!

附件:

1、使用手册

http://pan.baidu.com/s/1gdgW2Mf

图纸

http://pan.baidu.com/s/1qWG5Uyw


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