V4L2视频采集，基于PCIe的多路视频采集与显示子系统

基于PCIe的多路视频采集与显示子系统

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。在超带宽视频采集情况下，支持采集丢帧操作，后续视频可以正常采集。

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。在外部显示定时模式和超带宽显示情况下，支持显示复制帧操作，后续视频可以正常显示。

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。

子系统结构

功能特性

支持多种视频接口：SDI、Display Port(DP)、HDMI、DVI、VGA和Camera Link

支持DDR3-64bit-1600MHz和DDR4-72bit-2400MHz内存接口

支持PCIe链路速率：PCIe 1.0、PCIe 2.0、PCIe 3.0和PCIe 4.0

支持PCIe链路宽度：PCIe x1、PCIe x2、PCIe x4、PCIe x8和PCIe x16

支持Xilinx器件：7 Series，Ultrascale Series，Ultrascale+ Series

支持多种PCIe驱动：Linux V4L2、Windows WDF和Linux

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个独立的视频显示接口、视频显示队列、PCIe H2C(card-to-host) DMA引擎

支持全双工8个独立的视频采集和8个独立的视频显示

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

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

支持超带宽视频采集和超带宽视频显示

支持MSI中断，16个DMA中断和16个User中断

性能指标

PCIe 3.0 x16配置下，支持8路4K(3840x2160p)@60Hz的采集与显示

PCIe 3.0 x8配置下，支持4路4K(3840x2160p)@60Hz的采集与显示

PCIe 3.0 x8配置下，支持8路4K(3840x2160p)@30Hz的采集与显示

PCIe 2.0 x8配置下，支持8路FHD(1920x1080p)@60Hz的采集与显示

PCIe 2.0 x4配置下，支持8路FHD(1920x1080p)@30Hz的采集与显示

用户接口

8路AXI4-Stream或FIFO视频采集接口

8路AXI4-Stream或FIFO视频显示接口

外部显示定时脉冲输入

User中断输入

视频采集与显示复位输出

视频采集与显示配置输出

审核编辑 黄宇