手把手教你学会 Xilinx zynqMP配置VCU实现视频编解码+DP显示+网络上传至服务器/zynqMP实现VCU视频编解码/zynqMP实现gstream硬件视频压缩

因最近想通过在FPGA上实现视频的编解码，刚好手上有一个zynqMP开发板，借此机会和大家一起学习一下xilinx官方的VCU IP

制作不易，记得三连哦，给我动力，持续更新！！！

完整工程文件下载：zu7ev实现vcu视频编解码工程   ，包括FPGA、petalinux完整工程

        在这篇博文中，我们将深入探索如何在 Xilinx ZynqMP 平台上配置视频编解码单元（VCU），实现高效的视频编解码、DP 显示输出以及通过网络将视频上传至服务器。文章将带领你从零开始，逐步掌握 ZynqMP 上 VCU 的配置与使用，结合 GStreamer 实现硬件级视频压缩。无论你是初学者还是有经验的开发者，这篇手把手教程都将帮助你快速上手，并为你的项目提供强有力的支持。

硬件平台介绍：

vivado：vivado2021.2

petalinux：petalinux2021.2

开发板：zu7ev

视频编码格式：H264/H265

实现预期效果

        通过相机采集视频数据，传送到FPGA，然后把视频通过vcu编码，输出到网络服务器并通过DP输出到显示器实时显示。全部操作在linux操作系统进行，可以实现开机自启。

设计框图

本项目大体框图如下

工程设计

工程设计框图

VCU配置

主要配置参数介绍

Frames Per Second：帧率选择，选择 15、 30、 45 或 60 fps。在 7680×4320 分辨率下，只有 15fps 可用。

Color Format：选择以下颜色格式之一         – 4:0:0 – 单色         – 4:2:0         – 4:2:2

Color Depth：选择每通道 8 位或 10 位。

Use Encoder Buffer：选择是否要使用编码器缓存。只有在选择了 Intra 和 Inter Frame 之后才能启用编码器的缓存。编码器缓存通过缓存可编程逻辑中的数据来减少外部存储器的带宽，但它可能会略微降低视频的质量。

Memory Resource Type：选择下列存储器类型选项：         – URAM ONLY         – BRAM ONLY         – COMBINATION – URAM & BRAM

仅当“Basic Configuration”标签设置如下时，系统才会启用编码器缓存的高级配置选项：         • “Coding Type”是“Intra & Inter Frame”         • “Use Encoder Buffer”被选中

“Advanced Configuration”标签上的参数设置如下：         • Manual Override：选择此选项可覆盖由 IP 集成器计算的编码器缓存存储器的大小。         • Memory Depth (Kbytes)：如果选中“Manual Override”复选框，则可以输入 0 到 7,000 Kbyte 的存储器大小。

        • B Frame：选择以下选项之一：

                ° NONE – 最低时延                 ° STANDARD – GOP 配置 IPPP （内部周期为 30 ms）

        • Motion Vector Range：决定编码器缓存的大小：

                ° LOW                 ° MEDIUM                 ° HIGH

        • CORE Clk (MHz)：选择 1 – 667 MHz 的时钟频率

其余部分vivado设计如下所示

接下来编译vivado工程，然后生成xsa硬件文件，导入到petalinux

在petalinux配置好设备树文件，内核，根文件系统

根文件系统配置

增加 packagegroup-petalinux-gstreamer。 gstreamer 是用于驱动 VCU 的软件组件。

增加packagegroup-petalinux-opencv 。用于处理视频数据

增加packagegroup-petalinux-python-modules  。用于处理视频数据

还需要增加一些基础库的group，如xl1、xen。utils等

然后编译petalinux，生成BOOT.bin、内核Image、设备树system.deb等

把BOOT放入FLASH，其余两个放入emmc进行启动。

验证设计

开机登录petalinux，并自启动程序

并且通过DP启动显示器界面

运行程序，启动相机视频采集，并显示到显示器

由于我手头只有单色的senser板卡，如果换为彩色的是一样的，都是通用的

并且在网络服务器也是可以看到视频输出

至此，我们的项目就彻底验证完成了！！

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