當(dāng)下，隨著數(shù)字化多媒體技術(shù)以令人驚嘆的速度不斷演進(jìn)，高清視頻處理成為眾多領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn)。今天為大家分享4K HDMI 高清視頻方案，基于Xilinx UltraScale+ MPSoC XCZU7EV高性能平臺(tái)。

方案介紹

4K@60fps視頻源經(jīng)過(guò)HDMI IN接口傳輸至TMDS181IRGZR芯片進(jìn)行信號(hào)轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換后的高速串行信號(hào)通過(guò)GTH高速收發(fā)器輸入至PL端，利用Xilinx官方的IP核執(zhí)行信號(hào)的解串操作（串轉(zhuǎn)并），并解碼出視頻流數(shù)據(jù)，隨后通過(guò)VDMA IP緩存至DDR中，利用Xilinx官方的IP對(duì)視頻流數(shù)據(jù)進(jìn)行重新編碼，并通過(guò)IP核執(zhí)行串化操作（并轉(zhuǎn)串）。最終，經(jīng)過(guò)GTH高速收發(fā)器和SN65DP159RGZ芯片的轉(zhuǎn)換后，視頻信號(hào)通過(guò)HDMI OUT接口被輸出至4K顯示屏。

圖 1 視頻信號(hào)處理流程示意圖

方案優(yōu)勢(shì)

（一）多通道支持

處理器集成了20個(gè)GTH高速串行收發(fā)器，支持最高達(dá)5路的4K HDMI 視頻輸入，極大地滿(mǎn)足了多屏幕、高分辨率視頻處理的復(fù)雜應(yīng)用需求，為用戶(hù)構(gòu)建多視頻源處理系統(tǒng)提供了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

（二）低延時(shí)特性

只需通過(guò)邏輯資源實(shí)現(xiàn)，避免了額外的硬件延遲，確保了視頻流的實(shí)時(shí)傳輸和處理，真正實(shí)現(xiàn)了視頻數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)同步交互，適用于實(shí)時(shí)性要求較高的應(yīng)用場(chǎng)景。

（三）高集成度設(shè)計(jì)

本方案具備高集成度，簡(jiǎn)化了電路設(shè)計(jì)，將眾多視頻處理功能模塊高度整合。不僅降低了系統(tǒng)復(fù)雜性，還有效控制了成本，為用戶(hù)在系統(tǒng)構(gòu)建和成本控制方面提供了雙重優(yōu)勢(shì)。

圖 2

4K HDMI 高清視頻開(kāi)發(fā)案例

為了簡(jiǎn)化描述，本文僅摘錄部分方案功能描述與測(cè)試結(jié)果。

開(kāi)發(fā)環(huán)境

本文主要介紹基于Xilinx UltraScale+ MPSoC XCZU7EV的4K HDMI 高清視頻開(kāi)發(fā)案例，適用開(kāi)發(fā)環(huán)境如下。

Windows開(kāi)發(fā)環(huán)境：Windows 7 64bit、Windows 10 64bit

Linux開(kāi)發(fā)環(huán)境：Ubuntu18.04.4 64bit

開(kāi)發(fā)工具包：Xilinx Unified 2022.2

硬件平臺(tái)：創(chuàng)龍科技TLZU-EVM評(píng)估板

案例說(shuō)明

通過(guò)HDMI IN接口采集4K@60fps視頻采集，并通過(guò)HDMI OUT接口將采集到的視頻進(jìn)行輸出。

案例演示

首先，將小米盒子作為視頻源設(shè)備、4K顯示屏作為輸出顯示設(shè)備連接至評(píng)估板，具體硬件連接方式如下所示：

圖 5 硬件連接圖

硬件連接后，加載PS端裸機(jī)程序、PL端程序。完成后即可看到調(diào)試串口終端打印如下信息。

圖 6

參考產(chǎn)品資料操作，重啟4K顯示屏后，調(diào)試串口終端打印如下信息。YUV_444：表示輸出圖像格式；3840x2160@60Hz：表示輸出圖像分辨率與幀率。

圖 7

此時(shí)，我們可以看到4K顯示屏上顯示出正常的圖像，畫(huà)面清晰、色彩鮮艷、無(wú)卡頓現(xiàn)象，完美呈現(xiàn)出4K高清視頻的魅力。

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審核編輯 黃宇