Zynq-7000 rgb2ycbcr IP的創(chuàng)建與使用

1 背景知識

IP(Intellectual Property)在嵌入式FPGA設計中，指的是某些設計好的模塊，分為軟件模塊和硬件模塊。這些模塊，一般都是已經測試好，所有功能完善的，由一些用戶自己設計的。有些模塊是免費的，也有收費的模塊。所有用戶都可以將這些IP核(IP Core)導入到自己的工程中，同樣，所有用戶也都可以定制自己的IP核。

將一些在數(shù)字電路中常用但比較復雜的功能塊，如FIR濾波器，SDRAM控制器，PCI接口等等設計成可修改參數(shù)的模塊，讓其他用戶可以直接調用這些模塊，這樣就大大減輕了工程師的負擔，避免重復勞動。隨著CPLD/FPGA的規(guī)模越來越大，設計越來越復雜，使用IP核是一個發(fā)展趨勢。理想地，一個知識產權核應該是完全易操作的--也就是說，易于插入任何一個賣主的技術或者設計方法。通用異步接發(fā)報機（UARTs）、中央處理器（CPUs）、以太網控制器和PCI接口（周邊元件擴展接口）等都是知識產權核的具體例子。

知識產權核心分為三大種類：硬核，中核和軟核。硬件中心是知識產權構思的物質表現(xiàn)。這些利于即插即用應用軟件并且比其它兩種類型核的輕便性和靈活性要差。像硬核一樣，中核（有時候也稱為半硬核）可以攜帶許多配置數(shù)據，而且可以配置許多不同的應用軟件。三者之中最有靈活性的就是軟核了，它存在于任何一個網絡列表（一列邏輯門位和互相連接而成的集成電路）或者硬件描述語言（HDL）代碼中。

2 rgb2ycbcr IP的建立

對于RGB轉ycbcr的理論可參考《FPGA圖像處理之rgbtogray算法的實現(xiàn)》。

1) 創(chuàng)建工程添加源文件

2) 點擊菜單欄->tools->Create and Package New IP ->Next

3)點擊package your current project->Next

4)選擇IP Location 這里我們選著Include IP generated files->next->finished

IP Location 放在一個比較好找的位置，以便我們后期的使用

5）對IP進行封裝點擊

各種參數(shù)代碼檢測無誤后點擊Review and Package->Package IP

IP 封裝完成，以后我們可以使用此IP進行設計。

FPGA開源工作室rgb2ycbcr IP的介紹

如上圖所示，clk為像素時鐘，i_rgb接口為rgb888格式輸入。我們分別引出了o_rgb（RGB888）、o_ycbcr和o_gray接口，完成了一個模塊三種顏色空間的輸出以便后期設計的使用。

3 zynq-7000的實現(xiàn)

利用《Zynq-7000電子相冊的實現(xiàn)》的設計成果。我們在此平臺上驗證rgb2ycbcr模塊。

1）添加IP 點擊Project Setting->IP->Repository Manager->+(找到自己IP存放的路徑)->OK.

2）添加rgb2ycbcr IP

其他模塊的配置和使用在此不再贅述，需要源工程的可以聯(lián)系FPGA開源工作室。

3）launch SDK

（1）首先選中system右鍵選中Generate Output Products...

（2）選中system右鍵選中Create HDL Wrapper...

（3）建立約束文件XDC

（4）生成bitstream。

（5）導出硬件 選擇菜單File->Export->Export Hardware...。這里包括bitstream

（6）Launch SDK 選擇菜單File->Launch SDK，啟動SDK環(huán)境。

4）SDK編程

程序我們依然實用《Zynq-7000電子相冊的實現(xiàn)》的程序。

5)驗證結果

視頻欣賞

4 結論

利用IP來完成設計就像搭積木一樣方便簡單。我們只需要知道IP的功能和接口定義即可方便的使用IP來完成我們的設計，省事又省力。IP的另一個好處是可以復用，不需要每個人都來設計一遍，或者了解里邊的算法如何實現(xiàn)。對于該模塊的gray和rgb輸出有興趣的同學可以自己驗證一下。