FPGA_VIP_V101 视频开发板 深入调试小结

FPGA_VIP_V101 推出已经有半年有余，各项功能例程已移植完毕，主要参考crazybingo例程进行移植和结合开发板设计了几个实例例程

主要包含：

硬件配置：

　　FPGA：EP4CE6E22C8N（6k逻辑资源，可以进行nios开发）

　　SDRAM：HY57V641620（32M，可以做视频图像缓存，nios存储器）

　　通信接口：1、USB2.0(68013 高速数据通信) 2、USB2.0（cp2102 usb转串口）

     CMOS摄像头接口（可以直接接OV7670、OV7725、OV9650、OV5642。30w到500w像素摄像头）

　　LCD液晶接口（动态液晶刷新，液晶驱动，ttl驱动，可以直接驱动大多数液晶显示器，可以使用ttl转lvds接笔记本液晶显示器）

　　VGA显示器接口（ADV7123 30bit液晶接口，本系统仅有16bit，可显示65535色）

　　供电接口（4-6v dc5接口，可以直接外部电源供电，笔记本usb供电不足时）

　　系统结构：底板+核心板。可以任意扩展

　　JTAG下载接口：支持下载sof文件、jic文件。

　　tf卡、sd卡接口：nios系统时可以进行文件系统操作或fpga直接操作sd卡存储器。

 

一、基础例程

1、VGA显示驱动（640*480-1080p）

2、串口通信例程（串口收发、使用逻辑资源构建一个串口，板卡自带cp2102，直接可以通过usb通信）

3、时钟、流水灯、按键控制（测试最简单的程序，验证硬件是否ok）

4、SDRAM测试（通过vga显示sdram各种图案效果、动态刷新）

5、68013 进行对摄像头寄存器配置（目前可以自动识别7725和7670，可以配置为raw8输出或rgb565输出）

二、算法例程移植（来源crazybingo，支持原创）

1、7725摄像头rgb视频显示

2、7725摄像头usb采集raw格式解码

3、OV7725_RGB888转YCbCr444

4、CMOS_OV7725_YCbCr422_RGB888

5、CMOS_OV7725_Gray_Mean_Filter

6、CMOS_OV7725_Gray_Median_Filter

7、CMOS_OV7725_Gray_Sobel

8、CMOS_OV7725_Gray_Sobel_Erosion

9、CMOS_OV7725_Gray_Sobel_Erosion_Dilation

三、液晶驱动

1、LCD_Display_Test800480（7寸液晶显示800*600测试）

2、SDRAM_LCD_Display_Test800480（7寸液晶显示sdram动态刷新内容测试）

3、LCD_CMOS_OV7725_RGB640480（7寸液晶显示摄像头视频测试程序）

四、下一步计划

1、模拟摄像头接入（AV接入、PAL解码）

2、nios例程完善（液晶驱动、VGA驱动、摄像头驱动、tf文件系统）

3、综合例程（vga显示例程、菜单、usb视频采集、tf文件系统维护、视频录制、拍照等功能）

4、TTL转LVDS液晶驱动（驱动笔记本显示器、大尺寸液晶）

 

目前调试心得

1、核心板突然不能工作，不能下载程序，led等全亮。

检查工作电压：3.3v、2.5v、1.2v均正确

问题疑问：突然不工作，之前上电ok，突然失活，接连两块均是如此。猜测：虚焊、静电损坏？

拆下来，反复验证，均无法工作，时隔一天决定拿热风台吹下更换fpga。

周围都往返吹吹，重新上电，恢复工作！猜测：底盘接地虚脱。

继续加热使其底盘焊锡融化焊接牢，第二块也按此方法处理，均恢复正常，由此判定是底盘接地问题。

2、vga视频显示花屏，不同步

检查程序：发现摄像头参数为68013配置，于是检查68013的摄像头配置模式更改为与fpga解码模式一致，全部为raw8后，正常

小结：若为68013单独配置寄存器，则需要仔细检查68013是否正常，已经初始化模式是否和fpga解码模式一致，线路是否ok！均能解决问题

3、VGA视频颜色偏色，能显示图像，但是颜色不正常。

怀疑是焊接虚焊：仔细检查vga的每根数据线，因为颜色不对，能显示图像，所以同步信号应该没有问题。

重新补焊后，恢复正常！

注：此问题遇到两块板子，有一块无论如何补焊，检查链接关系都正确，依然色偏，更换ic后ok，所以也不排除adv7123损坏。

4、USB视频采集，不可靠，偶尔能链接采集，偶尔不成功（68013）

主要怀疑虚焊，但确实无虚焊，仔细对比其他ok的板子，也未发现差异，

只得研究手册和参考图纸，发现cs、add0，add1需要接低电平，

本板子设计之初因为对该芯片理解不多，且希望保留更多选择性，所以一些固定电平的io通过电阻上拉或下拉，以便容易更改作为其他应用。

add0和add1已经下拉，唯独cs连接led指示灯接地，可能导致电平不可靠

更改：使用1k电阻直接下拉，问题解决，每次均能正常采集，于是解决问题。

5、USB视频采集，刚开始上电，视频图像有雪花，慢慢消失，最后不再出现，每次上电都会有，第一次会较多。

分析：只有上电之初出现，第一次采集的时候时候会出现，而且逐步消失，目前暂未解决

图片效果如下

刚开始上电工作。

约5-10秒后

目前猜测可能是硬件问题，但是没找到哪问题，与核心板无关，在其他底板上ok，哪位大侠有告知敬请支招，不慎感激！

 

附件：

1、使用手册

http://pan.baidu.com/s/1gdgW2Mf

图纸

http://pan.baidu.com/s/1qWG5Uyw

 

参考链接：

http://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.1-c.w4004-2613737252.11.ab1vls&id=42772767702

http://item.taobao.com/item.htm?spm=a1z10.3-c.w4002-2707874652.11.mEnnTf&id=42060514081