雙目視覺平臺-高校本科教育電子實(shí)踐與就業(yè)解決方案

雙目視覺平臺-高校本科教育電子實(shí)踐與就業(yè)解決方案一、平臺概述

本平臺主要針對電子、計(jì)算機(jī)、自動化、光電子、通信等專業(yè)高年級本科、碩士等同學(xué)的深入學(xué)習(xí)，通過完整的雙目視覺平臺硬件（包括攝像頭模組、MPSOC核心板、接口板），理解整個(gè)圖像傳輸、處理的硬件系統(tǒng)，通過整體的雙目視覺軟件（包括PL端固件程序、ARM端裸跑程序、PC機(jī)網(wǎng)絡(luò)程序）理解視頻的同步傳輸、AXI總線的中斷、VDMA視頻傳輸、網(wǎng)絡(luò)LWIP協(xié)議棧、視頻傳輸與視頻顯示等，深入理解底層數(shù)據(jù)流的傳輸過程、連續(xù)流中中斷、內(nèi)存管理機(jī)制，網(wǎng)絡(luò)TCP/UDP

IP機(jī)制。通過該套件的學(xué)習(xí)，為同學(xué)們打下良好的嵌入式底層硬軟件結(jié)合的基礎(chǔ)，為未來從事圖像處理、人工智能、芯片設(shè)計(jì)、云智能視頻等領(lǐng)域的工作做好充分準(zhǔn)備。二、雙目視覺平臺套件簡介

雙目視覺平臺套件，以MPSOC芯片為基礎(chǔ)，通過核心板+擴(kuò)展板的模式來設(shè)計(jì)，核心板和擴(kuò)展板之間使用高速板間連接器連接。搭建起了從攝像頭到主處理器、到接口電路的完整結(jié)構(gòu)。其整體框架如下：套件內(nèi)容如下：

這款MPSoCs開發(fā)平臺采用核心板加擴(kuò)展板的模式，方便用戶對核心板的二次開發(fā)利用。核心板使用XILINX

Zynq

UltraScale+

CG芯片ZU3EG的解決方案，它采用Processing

System(PS)+Programmable

Logic(PL)技術(shù)將雙核ARM

Cortex-A53

和FPGA

可編程邏輯集成在一顆芯片上。另外核心板上PS端帶有4片共2GB高速DDR4

SDRAM芯片，1片8GB的eMMC存儲芯片和2片共512Mb的QSPI

FLASH芯片；核心板上PL端帶有1片512MB的DDR4

SDRAM芯片

。

在底板設(shè)計(jì)上我們?yōu)橛脩魯U(kuò)展了豐富的外圍接口，比如1個(gè)FMC

LPC接口、1路SATA

M.2接口、1路DP接口、1個(gè)USB3.0接口、1路千兆以太網(wǎng)接口、1路UART串口接口、1路SD卡接口、2個(gè)40針擴(kuò)展接口、2路CAN總線接口，2路RS485接口等等。滿足用戶各種高速數(shù)據(jù)交換，數(shù)據(jù)存儲，視頻傳輸處理，深度學(xué)習(xí)，人工智能以及工業(yè)控制的要求，是一款"專業(yè)級“的ZYNQ開發(fā)平臺。為高速數(shù)據(jù)傳輸和交換，數(shù)據(jù)處理的前期驗(yàn)證和后期應(yīng)用提供了可能。相信這樣的一款產(chǎn)品非常適合從事MPSoCs開發(fā)的學(xué)生、工程師等群體。實(shí)驗(yàn)箱

1串口線

2雙目攝像頭

1下載器

1讀卡器

1TF卡

1用戶手冊

1軟件內(nèi)容如下：實(shí)驗(yàn)名稱文件夾ARM的LWIP網(wǎng)絡(luò)傳輸實(shí)驗(yàn)pro_ZU3EG_LWIP_V202007AXI總線的vdma圖像傳輸pro_ZU3EG_AN5642_lwip_V202007單路CMOS圖像

Sensor轉(zhuǎn)DP顯示實(shí)驗(yàn)pro_ZU3EG_AN5642_DP_V202007雙路視頻網(wǎng)絡(luò)傳輸實(shí)驗(yàn)pro_ZU3EG_AN5642_lwip_V202007三、板卡概述在這里，對這款A(yù)XU3EG

MPSoCs開發(fā)平臺進(jìn)行簡單的功能介紹。開發(fā)板的整個(gè)結(jié)構(gòu)，繼承了我們一貫的核心板+擴(kuò)展板的模式來設(shè)計(jì)的。核心板和擴(kuò)展板之間使用高速板間連接器連接。

核心板主要由ZU3EG

+

5個(gè)DDR4

+

eMMC

+2個(gè)

QSPI

FLASH的小系統(tǒng)構(gòu)成。ZU3EG采用Xilinx公司的Zynq

UltraScale+

MPSoCs

EG系列的芯片，型號為XCZU3EG-1SFVC784I。ZU3EG芯片可分成處理器系統(tǒng)部分Processor

System（PS）和可編程邏輯部分Programmable

Logic（PL）。在ZU3EG芯片的PS端和PL端分別掛了4片和1片DDR4，每片DDR4容量高達(dá)512M字節(jié)，使得ARM系統(tǒng)和FPGA系統(tǒng)能獨(dú)立處理和存儲的數(shù)據(jù)的功能。PS端的8GB

eMMC

FLASH存儲芯片和1片總512Mb的QSPI

FLASH用來靜態(tài)存儲MPSoCs的操作系統(tǒng)、文件系統(tǒng)及用戶數(shù)據(jù)。

底板為核心板擴(kuò)展了豐富的外圍接口，其中包含1路M.2接口、1路DP接口、4路USB3.0接口、2路千兆以太網(wǎng)接口、2路UART串口接口、1路SD卡接口、2個(gè)40針擴(kuò)展接口、2路CAN總線接口，2路RS485接口，1路MIPI接口和一些按鍵LED。通過示意圖，我們可以看到，我們這個(gè)開發(fā)平臺所能含有的接口和功能。

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ZU3EG核心板由ZU3EG+2GB

DDR4（PS）+512MB

DDR4（PL）+8GB

eMMC

FLASH

+

256Mb

QSPI

FLASH組成，另外有2個(gè)晶振提供時(shí)鐘，一個(gè)單端33.3333MHz晶振提供給PS系統(tǒng)，一個(gè)差分200MHz晶振提供給PL邏輯DDR參考時(shí)鐘。

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M.2接口1路PCIEx1標(biāo)準(zhǔn)的M.2接口，用于連接M.2的SSD固態(tài)硬盤，通信速度高達(dá)6Gbps。

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DP輸出接口1路標(biāo)準(zhǔn)的Display

Port輸出顯示接口，用于視頻圖像的顯示。最高支持4K@30Hz或者1080P@60Hz輸出。

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USB3.0接口4路USB3.0

HOST接口，USB接口類型為TYPE

A。用于連接外部的USB外設(shè)，比如連接鼠標(biāo)，鍵盤，U盤等等。

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千兆以太網(wǎng)接口

2路10/100M/1000M以太網(wǎng)RJ45接口，PS和PL各1路。用于和電腦或其它網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行以太網(wǎng)數(shù)據(jù)交換。

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USB

Uart接口2路Uart轉(zhuǎn)USB接口，PS和PL各1路。用于和電腦通信，方便用戶調(diào)試。串口芯片采用Silicon

Labs

CP2102GM的USB-UAR芯片,

USB接口采用MINI

USB接口。

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Micro

SD卡座1路Micro

SD卡座，用于存儲操作系統(tǒng)鏡像和文件系統(tǒng)。

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40針擴(kuò)展口2個(gè)40針2.54mm間距的擴(kuò)展口，可以外接黑金的各種模塊（雙目攝像頭，TFT

LCD屏，高速AD模塊等等）。擴(kuò)展口包含5V電源1路，3.3V電源2路，地3路，IO口34路。

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CAN通信接口

2路CAN總線接口，選用TI公司的SN65HVD232芯片，接口采用4Pin的綠色接線端子。

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485通信接口

2路485通信接口，選用MAXIM公司的MAX3485芯片。接口采用6Pin的綠色接線端子。

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MIPI接口

2個(gè)LANE的MIPI攝像頭輸入接口，用于連接MIPI攝像頭模塊（AN5641）。

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JTAG調(diào)試口1個(gè)10針2.54mm標(biāo)準(zhǔn)的JTAG口，用于FPGA程序的下載和調(diào)試，用戶可以通過XILINX下載器對ZU3EG系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試和下載。

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溫濕度傳感器板載1片溫濕度傳感器芯片LM75，用于檢測板子周圍環(huán)境的溫度和濕度。

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