Verilator をもう一度試してみる1（インストール）

土曜日の Verilator 勉強会に参加して Verilator を再びやってみようということで、 ryuz88 さんのスライドの”Verilator勉強会 2021/05/29”を参考にさせていただいて、Verilator の最新バージョンをインストールしてみた。

VERILATOR 4.202 のマニュアルの Installation も参考にさせていただいた。

最初に、VERILATOR 4.202 のマニュアルの Installation のインストールの前提条件のパッケージをインストールした。
sudo apt-get install git perl python3 make autoconf g++ flex bison ccache
sudo apt-get install libgoogle-perftools-dev numactl perl-doc
sudo apt-get install libfl2
sudo apt-get install libfl-dev
sudo apt-get install zlibc zlib1g zlib1g-dev


verilator を git clone した。
git clone https://github.com/verilator/verilator
unset VERILATOR_ROOT
cd verilator


Verilator 4.200 をチェックアウト。
git checkout -b v4.200


autoconf
./configure


make した。
make -j2
make の途中経過を示す。


make が成功した。


sudo make install



環境変数の設定。


.bashrc に環境変数を追加した。
export PATH="/media/masaaki/Ubuntu_Disk/tools/verilator/bin:$PATH"
export PKG_CONFIG_PATH="/media/masaaki/Ubuntu_Disk/tools/verilator/share/pkgconfig:$PKG_CONFIG_PATH"


Verilator のバージョンを確認すると Ver. 4.200 がインストールされていた。
verilator --version

axis2xf8uc3vflip IP をデバックする

DATAFLOW 指示子を使用した axis2xf8uc3vflip IP をデバックしてみよう。
”ILA デフォルト・ダッシュボードの ADVANCED トリガ・モードを使用して、バグを確かめる”で画像フレームの 8 フレームまでは正常に動作して、 9 フレームからは動作がおかしくなるようなので、Vitis HLS 2020.2 で 16 フレーム・シミュレーションしてみようと思った。

800 ピクセル x 600 行の画像だと時間がかかりすぎるので、16 フレームをシミュレーションするために 64 ピクセル x 48 行の test.bmp をシミュレーションすることにした。
test.bmp を示す。


test.bmp をシミュレーションするために axis2xf8uc3vflip.c を変更した。
Vitis HLS は AXI4-Master の INTERFACE 指示子の depth オプションの値を正確に書かないとエラーになる。

// aixs2xf8uc3vflip.cpp
// 2021/04/23 by marsee
//

#include <stdint.h>
#include "ap_int.h"
#include "hls_stream.h"
#include "ap_axi_sdata.h"

int axis2xf8uc3axis(hls::stream<ap_axiu<32,1,1,1> >& ins, int rows, int cols, hls::stream<ap_uint<32> >& outs){
    ap_axiu<32,1,1,1> pix;
    ap_uint<32> outpix;
    uint32_t pixay[4];

    LOOP_DY : do {  // user が 1になった時にフレームがスタートする
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT min=1 max=1 avg=1
        ins >> pix;
    } while(pix.user == 0);

    const int xy_limit = rows * cols;
    LOOP_XY: for(int xy=0; xy<xy_limit; xy++){
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT avg=3072 max=3072 min=3072
#pragma HLS PIPELINE II=1 rewind
        if(!(xy == 0)) // 最初の入力はすでに入力されている
            ins >> pix; // AXI4-Stream からの入力

        switch(xy%4){
        case 0 :
            pixay[0] = pix.data;
            break;
        case 1 :
            pixay[1] = pix.data;
            outpix = ((pixay[1]&0xff)<<24)+(pixay[0]&0xffffff);
            outs << outpix;
            break;
        case 2 :
            pixay[2] = pix.data;
            outpix = ((pixay[2]&0xffff)<<16)+((pixay[1]&0xffff00)>>8);
            outs << outpix;
            break;
        default : // 3
            pixay[3] = pix.data;
            outpix = ((pixay[3]&0xffffff)<<8)+((pixay[2]&0xff0000)>>16);
            outs << outpix;
            break;
        }
    }
    return(0);
}

static void dma_write_vflip(hls::stream<ap_uint<32> >& ins, int rows, int cols, volatile ap_uint<32>* outm){
    ap_uint<32> pix;
    int xy;
    const int cols_limit = cols*3/4;

    LOOP_Y: for(int y=0; y<rows; y++){
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT avg=48 max=48 min=48
        LOOP_X: for(int x=0; x<cols_limit; x++){
#pragma HLS PIPELINE II=1
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT avg=48 max=48 min=48
            ins >> pix;
            xy = ((rows-1)-y)*cols_limit+x;
            outm[xy] = pix;
        }
    }
}

int axis2xf8uc3vflip(hls::stream<ap_axiu<32,1,1,1> >& ins, int rows, int cols, volatile ap_uint<32>* _dst){
#pragma HLS DATAFLOW
#pragma HLS INTERFACE m_axi depth=2304 port=_dst offset=slave
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=cols
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=rows
#pragma HLS INTERFACE axis register_mode=both register port=ins
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=return
    hls::stream<ap_uint<32> > hlsst;

    axis2xf8uc3axis(ins, rows, cols, hlsst);
    dma_write_vflip(hlsst, rows, cols, _dst);

    return(0);
}

16 回イテレーションを回すようにテストベンチ・コードも変更した。
axis2xf8uc3vflip_tb.c を示す。

// axi2xf8uc3vflip_tb.cpp
// 2021/05/07 by marsee
//

#include "ap_int.h"
#include "hls_stream.h"
#include "ap_axi_sdata.h"
#include "opencv2/opencv.hpp"
#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
#include "opencv2/imgcodecs/imgcodecs.hpp"

int axis2xf8uc3vflip(hls::stream<ap_axiu<32,1,1,1> >& ins, int rows, int cols, volatile ap_uint<32>* _dst);

int main(int argc, char **argv){
    hls::stream<ap_axiu<32,1,1,1> > ins;
    hls::stream<ap_axiu<32,1,1,1> > ins_soft;
    ap_axiu<32,1,1,1> pix;

    if (argc != 2) {
        fprintf(stderr, "Usage: %s <INPUT IMAGE>", argv[0]);
        exit(1);
    }

    cv::Mat img = cv::imread(argv[1], 1); // reading in the color image

    if (img.data == NULL) {
        fprintf(stderr, "ERROR: Cannot open image %s\n ", argv[1]);
        exit(1);
    }

    // ピクセルを入れる領域の確保
    std::vector<uint32_t> rd_bmp(sizeof(uint32_t)*img.cols*img.rows);

    // rd_bmp にBMPのピクセルを代入
    cv::Mat_<cv::Vec3b> dst_vec3b = cv::Mat_<cv::Vec3b>(img);
    for (int y=0; y<img.rows; y++){
        for (int x=0; x<img.cols; x++){
            cv::Vec3b pixel;
            pixel = dst_vec3b(y,x);
            rd_bmp[y*img.cols+x] = (pixel[0] & 0xff) | ((pixel[1] & 0xff)<<8) | ((pixel[2] & 0xff)<<16);
            // blue - pixel[0]; green - pixel[1]; red - pixel[2];
        }
    }

    cv::Mat out_img;
    out_img.create(img.rows, img.cols, CV_8UC3);

    for(int k=0; k<16; k++){
        // ins に入力データを用意する
        for(int i=0; i<5; i++){ //　dummy data
            pix.user = 0;
            pix.data = i;
            ins << pix;
        }

        for(int j=0; j < img.rows; j++){
            for(int i=0; i < img.cols; i++){
                pix.data = (ap_uint<32>)rd_bmp[(j*img.cols)+i];

                if (j==0 && i==0)   // 最初のデータの時に TUSER を 1 にする
                    pix.user = 1;
                else
                    pix.user = 0;

                if (i == img.cols-1) // 行の最後でTLASTをアサートする
                    pix.last = 1;
                else
                    pix.last = 0;

                ins << pix;
            }
        }

        axis2xf8uc3vflip(ins, img.rows, img.cols, (volatile ap_uint<32> *)out_img.data);
    }

    cv::imwrite("output.jpg", out_img);

    return(0);
}

C/RTL 協調シミュレーションを行ったが、バグが発生しなかった。


C/RTL 協調シミュレーションの全体波形を示す。


最後のイテレーションを拡大した。


うまく行っている。。。

次に、 Random Stall と Wave Debug にチェックを入れて、C/RTL 協調シミュレーションを実行した。


14 番目のフレームまで実行できたが、メモリが足りなくなりそうなので、強制終了した。


というわけで、バグは出ていない。。。

DATAFLOW 指示子を使用した sobel_axis_dma IP を使った sobel_axis_dma_cam を実装する2

”DATAFLOW 指示子を使用した sobel_axis_dma IP を使った sobel_axis_dma_cam を実装する”の続き。

前回は、DATAFLOW 指示子を使った sobel_axis_dma の Vivado HLS での IP を使用して、カメラ画像表示システムの sobel_axis_dma_cam を作成して、ソーベル・フィルタをかけることができた。しかし、 sobel_axis_dma IP は Vivado HLS 2019.2 で作成したので、最新の Vitis HLS 2020.2 で作成した IP はどうなのか？という疑問は残った。今回は、下に示す 2 つの記事のブログで作ってきた Vitis HLS 2020.2 版の sobel_axis_dma IP を sobel_axis_dma_cam プロジェクトで使用して、動作を確認してみよう。
”Vitis HLS 2020.2 で DATAFLOW 指示子を使った sobel_axis_dma IP を作成する1”
”Vitis HLS 2020.2 で DATAFLOW 指示子を使った sobel_axis_dma IP を作成する2”

”DATAFLOW 指示子を使用した sobel_axis_dma IP を使った sobel_axis_dma_cam を実装する”のsobel_axis_dma_cam プロジェクトの sobel_axis_dma IP を削除して、IP Catalog からも削除した。

”Vitis HLS 2020.2 で DATAFLOW 指示子を使った sobel_axis_dma IP を作成する2”で作成した Vitis HLS 2020.2 版の sobel_axis_dma IP を IP Catalog に追加し、ブロックデザインにも追加して、配線した。
Vitis HLS のマークが IP に付くかと思ったが、最初に Vivado HLS の sobel_axis_dma IP をブロックデザインに入れてしまったので、Vivado HLS マークが IP に付いてしまっている。
ブロックデザインを示す。


論理合成、インプリメンテーション、ビットストリームの生成を行った。
Project Summary を示す。成功だ。


ハードウェアをエクスポートして、Vitis のプラットフォームをアップデートした。
Vitis HLS 2020.2 版 sobel_axis_dma IP は Vivado HLS 版に比べて rows と cols の設定項目が増えたので、アプリケーション・ソフトウェアを変更した。


ビルドして、実機で確認したところ、問題なく動作した。
前回の写真ではあるのが、示しておく。
カメラ画像。


ソーベル・フィルタ画像。


やはり、DATAFLOW 指示子を使用しても実際のシステムで使える。何がバグっているのだろうか？もしかしたら、最初の関数で必要とするデータの 3/4 が次の関数に出力するデータになるのが問題なのか？
とにかく、DATAFLOW 指示子を使用した IP には一部ではあるが、バグっているときがあるので、その場合は、DATAFLOW 指示子を使わずに書き直して試して見る必要があると思う。

最後に、アプリケーション・ソフトウェアの sobel_axis_dma_cam.c を貼っておく。

// sobel_axis_dma_cam.c
// 2021/05/22 by marsee
// 2021/05/28 : Vitis HLS 2020.2 で作成した sobel_axis_dma IP用に rows と cols を設定するように変更した
//

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include "xil_io.h"
#include "xparameters.h"

#include "xsobel_axis_dma.h"
#include "xvflip_dma_write.h"
#include "xdma_read4image.h"

#define ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR   0x10000000
#define FILTER_XF_8UC3_ADDR     0x10200000

#define HORIZONTAL_PIXELS   800
#define VERTICAL_LINES      600

void cam_i2c_init(volatile uint32_t *ov5642_axi_iic) {
    ov5642_axi_iic[64] = 0x2; // reset tx fifo ,address is 0x100, i2c_control_reg
    ov5642_axi_iic[64] = 0x1; // enable i2c
}

void cam_i2x_write_sync(void) {
    // unsigned c;

    // c = *cam_i2c_rx_fifo;
    // while ((c & 0x84) != 0x80)
    // c = *cam_i2c_rx_fifo; // No Bus Busy and TX_FIFO_Empty = 1
    usleep(1000);
}

void cam_i2c_write(volatile uint32_t *ov5642_axi_iic, uint32_t device_addr, uint32_t write_addr, uint32_t write_data){
    ov5642_axi_iic[66] = 0x100 | (device_addr & 0xfe); // Slave IIC Write Address, address is 0x108, i2c_tx_fifo
    ov5642_axi_iic[66] = (write_addr >> 8) & 0xff;  // address upper byte
    ov5642_axi_iic[66] = write_addr & 0xff;           // address lower byte
    ov5642_axi_iic[66] = 0x200 | (write_data & 0xff);      // data
    cam_i2x_write_sync();
}

int main(){
    XSobel_axis_dma XSobel_axis_dma_ap;
    XVflip_dma_write XVfilp_dma_write_ap;
    XDma_read4image XDma_read4image_ap;
    int inbyte_in;

    XSobel_axis_dma_Initialize(&XSobel_axis_dma_ap, 0);
    XVflip_dma_write_Initialize(&XVfilp_dma_write_ap, 0);
    XDma_read4image_Initialize(&XDma_read4image_ap, 0);

    XDma_read4image_Set_rows(&XDma_read4image_ap, (u32)VERTICAL_LINES);
    XDma_read4image_Set_cols(&XDma_read4image_ap, (u32)HORIZONTAL_PIXELS);
    XSobel_axis_dma_Set_rows(&XSobel_axis_dma_ap, (u32)VERTICAL_LINES);
    XSobel_axis_dma_Set_cols(&XSobel_axis_dma_ap, (u32)HORIZONTAL_PIXELS);

    XSobel_axis_dma_Set_inm(&XSobel_axis_dma_ap, (u32)ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR);
    XSobel_axis_dma_Set_outm(&XSobel_axis_dma_ap, (u32)FILTER_XF_8UC3_ADDR);
    XVflip_dma_write_Set_fb0_V(&XVfilp_dma_write_ap, (u32)ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR);
    XVflip_dma_write_Set_fb1_V(&XVfilp_dma_write_ap, (u32)ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR);
    XVflip_dma_write_Set_fb2_V(&XVfilp_dma_write_ap, (u32)ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR);
    XDma_read4image_Set_inm(&XDma_read4image_ap, (u32)ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR);

    // vflip_dma_write start
    XVflip_dma_write_Start(&XVfilp_dma_write_ap);
    XVflip_dma_write_EnableAutoRestart(&XVfilp_dma_write_ap);

    // CMOS Camera initialize, ov5642
    cam_i2c_init((volatile uint32_t *)XPAR_AXI_IIC_0_BASEADDR);
    cam_reg_set((volatile uint32_t *)(XPAR_AXI_IIC_0_BASEADDR), (uint32_t)0x78); // OV5642 register set
    Xil_Out32(XPAR_MT9D111_INF_AXIS_0_BASEADDR, ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR); // ov5642 AXI4-Stream Start
    Xil_Out32((XPAR_MT9D111_INF_AXIS_0_BASEADDR+4), 0);

    // bitmap_disp_cont_axis start
    Xil_Out32(XPAR_BITMAP_DISP_CONT_AXIS_0_BASEADDR, ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR); // dummy address, start

    // dma_read4image start
    XDma_read4image_Start(&XDma_read4image_ap);
    XDma_read4image_EnableAutoRestart(&XDma_read4image_ap);

    while(1){
        printf("\nPlease input <0>,<1>\n");
        printf("<0> - Original image, <1> - Sobel filter\n");
        printf("(<q> : exit) = ");
        fflush(stdout);
        inbyte_in = inbyte();
        printf("%c", inbyte_in);
        fflush(stdout);
        switch(inbyte_in) {
            case '0': // Original image
                XDma_read4image_Set_inm(&XDma_read4image_ap, (u32)ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR);
                XSobel_axis_dma_DisableAutoRestart(&XSobel_axis_dma_ap);
                break;
            case '1': // Sobel filter
                XDma_read4image_Set_inm(&XDma_read4image_ap, (u32)FILTER_XF_8UC3_ADDR);
                XSobel_axis_dma_Start(&XSobel_axis_dma_ap);
                XSobel_axis_dma_EnableAutoRestart(&XSobel_axis_dma_ap);
                break;
            case 'q': // quit
                printf(" quit\n");
                fflush(stdout);
                return(0);
        }
    }
}

int cam_reg_set(volatile unsigned *axi_iic, unsigned int device_addr){
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3103, 0x93);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3008, 0x82);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3017, 0x7f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3018, 0xfc);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3810, 0xc2);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3615, 0xf0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3000, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3001, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3002, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3003, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3000, 0xf8);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3001, 0x48);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3002, 0x5c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3003, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3004, 0x07);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3005, 0xb7);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3006, 0x43);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3007, 0x37);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3011, 0x08); // 0x08 - 15fps, 0x10 - 30fps
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3010, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x460c, 0x22);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3815, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x370d, 0x06);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x370c, 0xa0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3602, 0xfc);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3612, 0xff);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3634, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3613, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3605, 0x7c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3621, 0x09);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3622, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3604, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3603, 0xa7);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3603, 0x27);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x4000, 0x21);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x401d, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3600, 0x54);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3605, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3606, 0x3f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3c01, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5000, 0x4f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5020, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5181, 0x79);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5182, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5185, 0x22);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5197, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5001, 0xff);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5500, 0x0a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5504, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5505, 0x7f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5080, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x300e, 0x18);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x4610, 0x00);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3406, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5192, 0x04); // 0x04
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5191, 0xf8); // 0xf8
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5193, 0x70);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5194, 0xf0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5195, 0xf0);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518e, 0x3d);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5190, 0x54);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518b, 0xc0);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5188, 0x18);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5189, 0x6e);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518a, 0x68);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5186, 0x1c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5181, 0x50);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5184, 0x25);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5182, 0x11);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5183, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5184, 0x25);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5185, 0x24);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5025, 0x82);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5583, 0x40);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5580, 0x02); // 0x02
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3633, 0x07);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3702, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3703, 0xb2);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3704, 0x18);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x370b, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x370d, 0x02);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5300, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5301, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5302, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5303, 0x7c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530c, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530d, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530e, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530f, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5310, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5311, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5308, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5309, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5304, 0x00);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5306, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5307, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5314, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5315, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5319, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5316, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5317, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5318, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5500, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5502, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5503, 0x06);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5504, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5505, 0x7f);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5300, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5301, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5302, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5303, 0x7c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530c, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530d, 0x0c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530e, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530f, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5310, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5311, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5308, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5309, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5304, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5305, 0x30);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5307, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5314, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5315, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5319, 0x30);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5380, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5381, 0x00);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5390, 0x00);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5483, 0x49);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5484, 0x56);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5486, 0x6c);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5492, 0x3);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5494, 0x2);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5498, 0x2);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x549a, 0x2);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5835, 0xf);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5836, 0x15);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5837, 0x1d);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5838, 0x6e);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5839, 0x39);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x583a, 0x27);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x583b, 0x1f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x583c, 0x1e);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x583d, 0x23);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x583e, 0x2f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x583f, 0x41);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5840, 0xe);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5841, 0xc);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5842, 0xd);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5843, 0xc);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5844, 0xc);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5845, 0xc);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5846, 0xc);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5847, 0xc);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5848, 0xd);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5849, 0xe);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x584a, 0xe);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x584b, 0xa);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x584c, 0xe);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x584d, 0xe);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x584e, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x584f, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5850, 0x11);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5851, 0xa);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5852, 0xf);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5853, 0xe);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5854, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5855, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5856, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5857, 0xa);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5858, 0xe);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5859, 0xe);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x585a, 0xf);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x585b, 0xf);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x585c, 0xf);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x585d, 0xa);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x585e, 0x9);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x585f, 0xd);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5860, 0xc);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5861, 0xb);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5862, 0xd);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5863, 0x7);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5864, 0x17);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5865, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5866, 0x18);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5867, 0x18);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5868, 0x16);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5869, 0x12);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x586a, 0x1b);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x586b, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x586c, 0x16);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x586d, 0x16);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x586e, 0x18);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x586f, 0x1f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5870, 0x1c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5871, 0x16);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5872, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5873, 0xf);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5874, 0x13);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5875, 0x1c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5876, 0x1e);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5877, 0x17);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5878, 0x11);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5879, 0x11);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x587a, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x587b, 0x1e);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x587c, 0x1c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x587d, 0x1c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x587e, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x587f, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5880, 0x1b);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5881, 0x1f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5882, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5883, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5884, 0x1d);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5885, 0x1e);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5886, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5887, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528a, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528b, 0x06);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528c, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528d, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528e, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528f, 0x50);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5290, 0x60);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5292, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5293, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5294, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5295, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5296, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5297, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5298, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5299, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529a, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529b, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529c, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529d, 0x28);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529e, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529f, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5282, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5680, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5681, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5682, 0x05);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5683, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5684, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5685, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5686, 0x03);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5687, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5180, 0xff);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5181, 0x52);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5182, 0x11);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5183, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5184, 0x25);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5185, 0x24);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5186, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5187, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5188, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5189, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518a, 0x60);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518b, 0xa2);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518c, 0x9c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518d, 0x36);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518e, 0x34);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518f, 0x54);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5190, 0x4c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5191, 0xf8);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5192, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5193, 0x70);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5194, 0xf0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5195, 0xf0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5196, 0x03);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5197, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5198, 0x05);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5199, 0x2f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x519a, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x519b, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x519c, 0x06);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x519d, 0xa0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x519e, 0xa0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a0f, 0x3c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a10, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a1b, 0x3c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a1e, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a11, 0x70);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a1f, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3800, 0x1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3801, 0x50);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3802, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3803, 0x8);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3804, 0x5);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3805, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3806, 0x3);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3807, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3808, 0x3);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3809, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380a, 0x2);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380b, 0x58);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380c, 0xc);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380d, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380e, 0x3);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380f, 0xe8);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5001, 0x7f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5680, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5681, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5682, 0x5);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5683, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5684, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5685, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5686, 0x3);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5687, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5687, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3815, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3503, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3818, 0x81); // No Mirror
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3621, 0xa7);

    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x4740, 0x21);

    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x501e, 0x2a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5002, 0x78);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x501f, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x4300, 0x61);

    return(0);
}

Vitis HLS 2020.2 で DATAFLOW 指示子を使った sobel_axis_dma IP を作成する2

”Vitis HLS 2020.2 で DATAFLOW 指示子を使った sobel_axis_dma IP を作成する1”の続き。

Vitis HLS 2020.2 で sobel_axis_dma IP を実装して、 sobel_axis_dma_cam に入れ替えて試してみることにした。ということで、前回は、ソースコードとテストベンチ・コードを貼って、 Vitis HLS 2020.2 の sobel_axis_dma プロジェクトを作成した。今回は、C シミュレーション、C コードの合成、C/RTL 協調シミュレーション、Export RTL を行う。

C シミュレーションを行った。結果を示す。


出力された sobel.jpg を示す。


C コードの合成を行った。結果を示す。



Latency は 480080 クロックで、問題無さそうだ。

C/RTL 協調シミュレーションを行った。その際に、ダイアログの Input Arguments に test2.jpg を入力した。また、Dump Trace を all に設定した。
結果を示す。


Latency は 483689 クロックだった。良さそうだ。

C/RTL 協調シミュレーションの全体波形を示す。


波形を拡大した。


WVALID を見ると、ほとんど連続的に Write できているので、問題無さそうだ。

Export RTL を行った。結果を示す。


リソース使用量もそれなりだし、CP achieved post-implementation も 8.133 ns と良さそうだ。

Vitis HLS 2020.2 で DATAFLOW 指示子を使った sobel_axis_dma IP を作成する1

”DATAFLOW 指示子を使用した sobel_axis_dma IP を使った sobel_axis_dma_cam を実装する”で Vivado HLS 2019.2 を使用して作成した sobel_axis_dma IP を使用して作成した Vivado 2020.2 プロジェクトの sobel_axis_dma_cam の動作を確認することができた。
今回は、 Vitis HLS 2020.2 で sobel_axis_dma IP を実装して、 sobel_axis_dma_cam に入れ替えて試してみることにした。

まずは、ソースコードの sobel_axis_dma.cpp を示す。

// sobel_axis_dma.cpp (Vitis HLS Version)
// 2021/05/25 by marsee
//

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <ap_int.h>
#include <hls_stream.h>
#include <ap_axi_sdata.h>
#include <stdint.h>

#define HORIZONTAL  0
#define VERTICAL    1

static void dma_read(volatile int32_t *inm, uint16_t rows, uint16_t cols, hls::stream<ap_int<32> >& outs){
    ap_int<32> pix;

    LOOP_DRY: for(int y=0; y<rows; y++){
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT avg=800 max=800 min=800
        LOOP_DRX: for(int x=0; x<cols; x++){
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT avg=600 max=600 min=600
#pragma HLS PIPELINE II=1
            pix = (ap_int<32>)inm[cols*y+x];
            outs << pix;
        }
    }
}

static void dma_write(hls::stream<ap_int<32> >& ins, uint16_t rows, uint16_t cols, volatile int32_t *outm){
    ap_int<32> pix;

    LOOP_DWY: for(int y=0; y<rows; y++){
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT avg=600 max=600 min=600
        LOOP_DWX: for(int x=0; x<cols; x++){
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT avg=800 max=800 min=800
#pragma HLS PIPELINE II=1
            ins >> pix;
            outm[cols*y+x] = (int32_t)pix;
        }
    }
}

// RGBからYへの変換
// RGBのフォーマットは、{8'd0, R(8bits), G(8bits), B(8bits)}, 1pixel = 32bits
// 輝度信号Yのみに変換する。変換式は、Y =  0.299R + 0.587G + 0.114B
// "YUVフォーマット及び YUV<->RGB変換"を参考にした。http://vision.kuee.kyoto-u.ac.jp/~hiroaki/firewire/yuv.html
//　2013/09/27 : float を止めて、すべてint にした
int32_t conv_rgb2y(int32_t rgb){
    int32_t r, g, b, y_f;
    int32_t y;

    b = rgb & 0xff;
    g = (rgb>>8) & 0xff;
    r = (rgb>>16) & 0xff;

    y_f = 77*r + 150*g + 29*b; //y_f = 0.299*r + 0.587*g + 0.114*b;の係数に256倍した
    y = y_f >> 8; // 256で割る

    return(y);
}

// sobel filter
// HORZONTAL
// x0y0 x1y0 x2y0  1  2  1
// x0y1 x1y1 x2y1  0  0  0
// x0y2 x1y2 x2y2 -1 -2 -1
// VERTICAL
// x0y0 x1y0 x2y0  1  0 -1
// x0y1 x1y1 x2y1  2  0 -2
// x0y2 x1y2 x2y2  1  0 -1
ap_int<32> sobel_fil(ap_int<32> h_or_v, ap_int<32> x0y0, ap_int<32> x1y0, ap_int<32> x2y0, ap_int<32> x0y1,
        ap_int<32> x1y1, ap_int<32> x2y1, ap_int<32> x0y2, ap_int<32> x1y2, ap_int<32> x2y2){
    ap_int<32> y;

    if(h_or_v == HORIZONTAL){
        y = x0y0 + 2*x1y0 + x2y0 - x0y2 - 2*x1y2 - x2y2;
    } else {
        y = x0y0 - x2y0 + 2*x0y1 - 2*x2y1 + x0y2 - x2y2;
    }
    if(y<0)
        y = -y;
        //y = 0;
    else if(y>255)
        y = 255;
    return(y);
}

// square_root8
// 8bit幅のsquare_rootを求める
ap_int<32> square_root8(ap_int<32> val){
    ap_int<32> temp = 0;
    ap_int<32> square;

    for(int i=7; i>=0; --i){
        temp += (1 << i);
        square = temp * temp;

        if(square > val){
            temp -= (1 << i);
        }
    }

    return(temp);
}

static void
sobel_filter_axis(hls::stream<ap_int<32> >& ins, uint16_t rows, uint16_t cols, hls::stream<ap_int<32> >& outs){
    ap_int<32> pix;
    ap_int<32> sobel;
    ap_int<32> sobel_val, sobel_h_val, sobel_v_val;

    ap_int<32> line_buf[2][1920]; // HD size
#pragma HLS array_partition variable=line_buf block factor=2 dim=1
#pragma HLS resource variable=line_buf core=RAM_2P

    ap_int<32> pix_mat[3][3];
#pragma HLS array_partition variable=pix_mat complete

    LOOP_Y: for(int y=0; y<rows; y++){
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT avg=600 max=600 min=600
        LOOP_X: for(int x=0; x<cols; x++){
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT avg=800 max=800 min=800
#pragma HLS PIPELINE II=1
            ins >> pix; // AXI4-Stream からの入力

            LOOP_PIX_MAT_K: for(int k=0; k<3; k++){
                LOOP_PIX_MAT_M: for(int m=0; m<2; m++){
                    pix_mat[k][m] = pix_mat[k][m+1];
                }
            }
            pix_mat[0][2] = line_buf[0][x];
            pix_mat[1][2] = line_buf[1][x];
            ap_int<32> y_val = conv_rgb2y(pix);
            pix_mat[2][2] = y_val;

            line_buf[0][x] = line_buf[1][x];    // 行の入れ替え
            line_buf[1][x] = y_val;

            sobel_h_val = sobel_fil(HORIZONTAL, pix_mat[0][0], pix_mat[0][1], pix_mat[0][2],
                                                pix_mat[1][0], pix_mat[1][1], pix_mat[1][2],
                                                pix_mat[2][0], pix_mat[2][1], pix_mat[2][2]);
            sobel_v_val = sobel_fil(VERTICAL,   pix_mat[0][0], pix_mat[0][1], pix_mat[0][2],
                                                pix_mat[1][0], pix_mat[1][1], pix_mat[1][2],
                                                pix_mat[2][0], pix_mat[2][1], pix_mat[2][2]);
            sobel_val = square_root8(sobel_h_val*sobel_h_val + sobel_v_val*sobel_v_val);
            sobel = (sobel_val<<16)+(sobel_val<<8)+sobel_val;

            if(x<2 || y<2)
                sobel = 0;

            outs << sobel;
        }
    }
}

int sobel_axis_dma(volatile int32_t *inm, uint16_t rows, uint16_t cols, volatile int32_t *outm){
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=cols
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=rows
#pragma HLS INTERFACE m_axi port = outm offset = slave depth=480000
#pragma HLS INTERFACE m_axi port = inm offset = slave depth=480000
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port = return
#pragma HLS dataflow
    hls::stream<ap_int<32> > in_stream;
    hls::stream<ap_int<32> > out_stream;
#pragma HLS STREAM variable = in_stream depth = 32
#pragma HLS STREAM variable = out_stream depth = 32

    dma_read(inm, rows, cols, in_stream);
    sobel_filter_axis(in_stream, rows, cols, out_stream);
    dma_write(out_stream, rows, cols, outm);

    return(0);
}

テストベンチの sobel_axis_dma_tb.cpp を示す。

// sobel_axis_dma_tb.cpp (Vitis HLS Version)
// 2021/05/25 by marsee
//

#include <stdint.h>
#include "opencv2/opencv.hpp"
#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
#include "opencv2/imgcodecs/imgcodecs.hpp"

int sobel_axis_dma(volatile int32_t *inm, uint16_t rows, uint16_t cols, volatile int32_t *outm);
int sobel_filter_soft(int32_t *cam_fb, int32_t *sobel_fb,
        int32_t x_size, int32_t y_size);

const char INPUT_FILE[] = "test2.jpg";
const char OUTPUT_FILE[] = "sobel.jpg";

#define HORIZONTAL  0
#define VERTICAL    1

int main(){
    // BMPファイルをMat に読み込む
    cv::Mat img = cv::imread(INPUT_FILE);

    // ピクセルを入れる領域の確保
    std::vector<int32_t> rd_bmp(sizeof(int32_t)*img.cols*img.rows);
    std::vector<int32_t> hw_sobel(sizeof(int32_t)*img.cols*img.rows);
    std::vector<int32_t> sw_sobel(sizeof(int32_t)*img.cols*img.rows);

    // rd_bmp にBMPのピクセルを代入
    cv::Mat_<cv::Vec3b> dst_vec3b = cv::Mat_<cv::Vec3b>(img);
    for (int y=0; y<img.rows; y++){
        for (int x=0; x<img.cols; x++){
            cv::Vec3b pixel;
            pixel = dst_vec3b(y,x);
            rd_bmp[y*img.cols+x] = (pixel[0] & 0xff) | ((pixel[1] & 0xff)<<8) | ((pixel[2] & 0xff)<<16);
            // blue - pixel[0]; green - pixel[1]; red - pixel[2];
        }
    }

    sobel_axis_dma(rd_bmp.data(), img.rows, img.cols, hw_sobel.data()); // ハードウェアのソーベルフィルタ
    sobel_filter_soft(rd_bmp.data(), sw_sobel.data(), img.cols, img.rows);  // ソフトウェアのソーベルフィルタ

    // ハードウェアとソフトウェアのソーベルフィルタの値のチェック
    for (int y=0; y<img.rows; y++){
        for (int x=0; x<img.cols; x++){
            if (hw_sobel[y*img.cols+x] != sw_sobel[y*img.cols+x]){
                printf("ERROR HW and SW results mismatch x = %ld, y = %ld, HW = %d, SW = %d\n",
                        x, y, hw_sobel[y*img.cols+x], sw_sobel[y*img.cols+x]);
                return(1);
            }
        }
    }
    printf("Success HW and SW results match\n");

    cv::Mat wbmpf(img.rows, img.cols, CV_8UC3);
    // wbmpf にsobel フィルタ処理後の画像を入力
    cv::Mat_<cv::Vec3b> sob_vec3b = cv::Mat_<cv::Vec3b>(wbmpf);
    for (int y=0; y<wbmpf.rows; y++){
        for (int x=0; x<wbmpf.cols; x++){
            cv::Vec3b pixel;
            pixel = sob_vec3b(y,x);
            int32_t rgb = hw_sobel[y*wbmpf.cols+x];
            pixel[0] = (rgb & 0xff); // blue
            pixel[1] = (rgb & 0xff00) >> 8; // green
            pixel[2] = (rgb & 0xff0000) >> 16; // red
            sob_vec3b(y,x) = pixel;
        }
    }

    // ハードウェアのソーベルフィルタの結果を bmp ファイルへ出力する
    cv::imwrite(OUTPUT_FILE, wbmpf);

    return(0);
}

// RGBからYへの変換
// RGBのフォーマットは、{8'd0, R(8bits), G(8bits), B(8bits)}, 1pixel = 32bits
// 輝度信号Yのみに変換する。変換式は、Y =  0.299R + 0.587G + 0.114B
// "YUVフォーマット及び YUV<->RGB変換"を参考にした。http://vision.kuee.kyoto-u.ac.jp/~hiroaki/firewire/yuv.html
//　2013/09/27 : float を止めて、すべてint にした
int32_t conv_rgb2y_soft(int32_t rgb){
    int32_t r, g, b, y_f;
    int32_t y;

    b = rgb & 0xff;
    g = (rgb>>8) & 0xff;
    r = (rgb>>16) & 0xff;

    y_f = 77*r + 150*g + 29*b; //y_f = 0.299*r + 0.587*g + 0.114*b;の係数に256倍した
    y = y_f >> 8; // 256で割る

    return(y);
}

// sobel filter
// HORZONTAL
// x0y0 x1y0 x2y0  1  2  1
// x0y1 x1y1 x2y1  0  0  0
// x0y2 x1y2 x2y2 -1 -2 -1
// VERTICAL
// x0y0 x1y0 x2y0  1  0 -1
// x0y1 x1y1 x2y1  2  0 -2
// x0y2 x1y2 x2y2  1  0 -1
int32_t sobel_fil_soft(int32_t h_or_v, int32_t x0y0, int32_t x1y0, int32_t x2y0, int32_t x0y1,
        int32_t x1y1, int32_t x2y1, int32_t x0y2, int32_t x1y2, int32_t x2y2){
    int32_t y;

    if(h_or_v == HORIZONTAL){
        y = x0y0 + 2*x1y0 + x2y0 - x0y2 - 2*x1y2 - x2y2;
    } else {
        y = x0y0 - x2y0 + 2*x0y1 - 2*x2y1 + x0y2 - x2y2;
    }
    if(y<0)
        y = -y;
        //y = 0;
    else if(y>255)
        y = 255;
    return(y);
}

// square_root8_soft
// 8bit幅のsquare_rootを求める
int32_t square_root8_soft(int32_t val){
    int32_t temp = 0;
    int32_t square;

    for(int i=7; i>=0; --i){
        temp += (1 << i);
        square = temp * temp;

        if(square > val){
            temp -= (1 << i);
        }
    }

    return(temp);
}

int32_t sobel_fil_soft(int32_t h_or_v, int32_t x0y0, int32_t x1y0, int32_t x2y0, int32_t x0y1,
        int32_t x1y1, int32_t x2y1, int32_t x0y2, int32_t x1y2, int32_t x2y2);
int32_t conv_rgb2y_soft(int32_t rgb);

int sobel_filter_soft(int32_t *cam_fb, int32_t *sobel_fb,
        int32_t x_size, int32_t y_size){
    int32_t sobel_val, sobel_h_val, sobel_v_val;
    int32_t pix[3][3];

    for(int y=0; y<y_size; y++){
        for(int x=0; x<x_size; x++){
            if(x >= 2 && y >= 2){
                for(int i=2; i>=0; --i){
                    for(int j=2; j>=0; --j){
                        pix[i][j] = conv_rgb2y_soft(cam_fb[(y-i)*x_size+(x-j)]);
                    }
                }
                sobel_h_val = sobel_fil_soft(HORIZONTAL,pix[0][0], pix[0][1], pix[0][2],
                                                        pix[1][0], pix[1][1], pix[1][2],
                                                        pix[2][0], pix[2][1], pix[2][2]);
                sobel_v_val = sobel_fil_soft(VERTICAL,  pix[0][0], pix[0][1], pix[0][2],
                                                        pix[1][0], pix[1][1], pix[1][2],
                                                        pix[2][0], pix[2][1], pix[2][2]);
                sobel_val = square_root8_soft(sobel_h_val*sobel_h_val + sobel_v_val*sobel_v_val);
                sobel_fb[y*x_size+x] = (sobel_val<<16)+(sobel_val<<8)+sobel_val;
            }else{
                sobel_fb[y*x_size+x] = 0;
            }
        }
    }
    return(0);
}

Vitis HLS 2020.2 で sobel_axis_dma プロジェクトを作成した。


Zynq なので、AXI4 Master のアドレスは 32 ビットに変更する。
Solution メニューから Solution Settings... を選択する。
config_interface を展開して、 m_axi_addr64 のチェックを外す。


次に OpenCV の設定を行う。
Project メニューから Project Settings... を選択する。
Project Settings (sobel_axis_dma) ダイアログが開く。
左のペインで Simulation を選択する。


TestBench Files の sobel_axis_dma_tb.cpp の CFLAGS に以下の設定を行った。

-I/usr/local/include

絶対パスで書いても、相対パスに直されてしまう。

Linker Flags に

-L/usr/local/lib -lopencv_core -lopencv_imgcodecs -lopencv_imgproc

を設定した。

Input Arguments に

test3.jpg

を設定した。

DATAFLOW 指示子を使用した sobel_axis_dma IP を使った sobel_axis_dma_cam を実装する

”DATAFLOW 指示子を使用しない axis2xf8uc3vflip IP を使用して vitis_vision_cam を実装する”で DATAFLOW 指示子を使用しない axis2xf8uc3vflip IP を使用すると vitis_vision_cam プロジェクトを使用して、カメラ画面を表示することができた。
今回は、DATAFLOW 指示子を使用したら、全てが連続動作時にバグが出るということは無いと思うので、HDLab の Vivado HLS セミナで使用している、DATAFLOW 指示子を使った sobel_axis_dma の Vivado HLS での IP を使用して、カメラ画像表示システムの sobel_axis_dma_cam を作成する。

まずは、 sobel_axis_dma.cpp の一部を示す。

int sobel_axis_dma(volatile int32_t *inm, volatile int32_t *outm){
#pragma HLS INTERFACE port=return
#pragma HLS INTERFACE m_axi port = outm offset = slave depth=3072
#pragma HLS INTERFACE m_axi port = inm offset = slave depth=3072
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port = return
#pragma HLS dataflow
    hls::stream<ap_axis<32,1,1,1> > in_stream;
    hls::stream<ap_axis<32,1,1,1> > out_stream;
#pragma HLS STREAM variable = in_stream depth = 32
#pragma HLS STREAM variable = out_stream depth = 32

    dma_read(inm, in_stream);
    sobel_filter_axis(in_stream, out_stream);
    dma_write(out_stream, outm);

    return(0);
}

上記の様に、DMA_Read 関数と AXI4-Stream のソーベルフィルタ関数と DMA_Write 関数を DATAFLOW 指示子で並列動作させている。この Vivado HLS 2019.2 で作成した sobel_axis_dma IP を使用して Vivado 2020.2 の sobel_axis_dma_cam プロジェクトを作成した。


sobel_cam ブロックデザインを示す。


ZYNQ PS のクロックの設定を示す。


rgb2dvi IP の設定を示す。


論理合成、インプリメンテーション、ビットストリームの生成を行った。
Project Summary を示す。


ハードウェアをエクスポートして、 Vitis を立ち上げて、プラットフォームとアプリケーション・プロジェクトを作成した。
アプリケーション・ソフトウェアの sobel_axis_dma_cam.c を作成し、ビルドを行って成功した。


アプリケーション・ソフトウェアを起動すると、ターミナルに表示された。


カメラ画像も表示されている。


キーボードから 1 を入力すると、ソーベルフィルタ画像がリアルタイムに表示された。やはり、動作に問題は無い。。。


DATAFLOW 指示子を使った sobel_axis_dma の Vivado HLS での IP の連続動作には問題が無かった。
次は、 sobel_axis_dma を Vitis HLS 2020.2 で実装して、動作を確認してみよう。

最後に sobel_axis_dma_cam.cpp アプリケーション・ソフトウェアを貼っておく。

// sobel_axis_dma_cam.c
// 2021/05/22 by marsee
//

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include "xil_io.h"
#include "xparameters.h"

#include "xsobel_axis_dma.h"
#include "xvflip_dma_write.h"
#include "xdma_read4image.h"

#define ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR   0x10000000
#define FILTER_XF_8UC3_ADDR     0x10200000

#define HORIZONTAL_PIXELS   800
#define VERTICAL_LINES      600

void cam_i2c_init(volatile uint32_t *ov5642_axi_iic) {
    ov5642_axi_iic[64] = 0x2; // reset tx fifo ,address is 0x100, i2c_control_reg
    ov5642_axi_iic[64] = 0x1; // enable i2c
}

void cam_i2x_write_sync(void) {
    // unsigned c;

    // c = *cam_i2c_rx_fifo;
    // while ((c & 0x84) != 0x80)
    // c = *cam_i2c_rx_fifo; // No Bus Busy and TX_FIFO_Empty = 1
    usleep(1000);
}

void cam_i2c_write(volatile uint32_t *ov5642_axi_iic, uint32_t device_addr, uint32_t write_addr, uint32_t write_data){
    ov5642_axi_iic[66] = 0x100 | (device_addr & 0xfe); // Slave IIC Write Address, address is 0x108, i2c_tx_fifo
    ov5642_axi_iic[66] = (write_addr >> 8) & 0xff;  // address upper byte
    ov5642_axi_iic[66] = write_addr & 0xff;           // address lower byte
    ov5642_axi_iic[66] = 0x200 | (write_data & 0xff);      // data
    cam_i2x_write_sync();
}

int main(){
    XSobel_axis_dma XSobel_axis_dma_ap;
    XVflip_dma_write XVfilp_dma_write_ap;
    XDma_read4image XDma_read4image_ap;
    int inbyte_in;

    XSobel_axis_dma_Initialize(&XSobel_axis_dma_ap, 0);
    XVflip_dma_write_Initialize(&XVfilp_dma_write_ap, 0);
    XDma_read4image_Initialize(&XDma_read4image_ap, 0);

    XDma_read4image_Set_rows(&XDma_read4image_ap, (u32)VERTICAL_LINES);
    XDma_read4image_Set_cols(&XDma_read4image_ap, (u32)HORIZONTAL_PIXELS);

    XSobel_axis_dma_Set_inm(&XSobel_axis_dma_ap, (u32)ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR);
    XSobel_axis_dma_Set_outm(&XSobel_axis_dma_ap, (u32)FILTER_XF_8UC3_ADDR);
    XVflip_dma_write_Set_fb0_V(&XVfilp_dma_write_ap, (u32)ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR);
    XVflip_dma_write_Set_fb1_V(&XVfilp_dma_write_ap, (u32)ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR);
    XVflip_dma_write_Set_fb2_V(&XVfilp_dma_write_ap, (u32)ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR);
    XDma_read4image_Set_inm(&XDma_read4image_ap, (u32)ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR);

    // vflip_dma_write start
    XVflip_dma_write_Start(&XVfilp_dma_write_ap);
    XVflip_dma_write_EnableAutoRestart(&XVfilp_dma_write_ap);

    // CMOS Camera initialize, ov5642
    cam_i2c_init((volatile uint32_t *)XPAR_AXI_IIC_0_BASEADDR);
    cam_reg_set((volatile uint32_t *)(XPAR_AXI_IIC_0_BASEADDR), (uint32_t)0x78); // OV5642 register set
    Xil_Out32(XPAR_MT9D111_INF_AXIS_0_BASEADDR, ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR); // ov5642 AXI4-Stream Start
    Xil_Out32((XPAR_MT9D111_INF_AXIS_0_BASEADDR+4), 0);

    // bitmap_disp_cont_axis start
    Xil_Out32(XPAR_BITMAP_DISP_CONT_AXIS_0_BASEADDR, ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR); // dummy address, start

    // dma_read4image start
    XDma_read4image_Start(&XDma_read4image_ap);
    XDma_read4image_EnableAutoRestart(&XDma_read4image_ap);

    while(1){
        printf("\nPlease input <0>,<1>\n");
        printf("<0> - Original image, <1> - Sobel filter\n");
        printf("(<q> : exit) = ");
        fflush(stdout);
        inbyte_in = inbyte();
        printf("%c", inbyte_in);
        fflush(stdout);
        switch(inbyte_in) {
            case '0': // Original image
                XDma_read4image_Set_inm(&XDma_read4image_ap, (u32)ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR);
                XSobel_axis_dma_DisableAutoRestart(&XSobel_axis_dma_ap);
                break;
            case '1': // Sobel filter
                XDma_read4image_Set_inm(&XDma_read4image_ap, (u32)FILTER_XF_8UC3_ADDR);
                XSobel_axis_dma_Start(&XSobel_axis_dma_ap);
                XSobel_axis_dma_EnableAutoRestart(&XSobel_axis_dma_ap);
                break;
            case 'q': // quit
                printf(" quit\n");
                fflush(stdout);
                return(0);
        }
    }
}

int cam_reg_set(volatile unsigned *axi_iic, unsigned int device_addr){
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3103, 0x93);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3008, 0x82);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3017, 0x7f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3018, 0xfc);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3810, 0xc2);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3615, 0xf0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3000, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3001, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3002, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3003, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3000, 0xf8);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3001, 0x48);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3002, 0x5c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3003, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3004, 0x07);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3005, 0xb7);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3006, 0x43);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3007, 0x37);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3011, 0x08); // 0x08 - 15fps, 0x10 - 30fps
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3010, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x460c, 0x22);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3815, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x370d, 0x06);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x370c, 0xa0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3602, 0xfc);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3612, 0xff);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3634, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3613, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3605, 0x7c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3621, 0x09);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3622, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3604, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3603, 0xa7);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3603, 0x27);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x4000, 0x21);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x401d, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3600, 0x54);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3605, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3606, 0x3f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3c01, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5000, 0x4f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5020, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5181, 0x79);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5182, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5185, 0x22);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5197, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5001, 0xff);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5500, 0x0a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5504, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5505, 0x7f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5080, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x300e, 0x18);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x4610, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x471d, 0x05);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x4708, 0x06);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3710, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3632, 0x41);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3702, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3620, 0x37);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3631, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3808, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3809, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380a, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380b, 0xe0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380e, 0x07);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380f, 0xd0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x501f, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5000, 0x4f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x4300, 0x61); // RGB565
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3503, 0x07);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3501, 0x73);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3502, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x350b, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3503, 0x07);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3824, 0x11);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3501, 0x1e);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3502, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x350b, 0x7f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380c, 0x0c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380d, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380e, 0x03);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380f, 0xe8);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a0d, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a0e, 0x03);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3818, 0xc1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3705, 0xdb);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x370a, 0x81);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3801, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3621, 0xc7);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3801, 0x50);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3803, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3827, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3810, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3804, 0x05);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3805, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5682, 0x05);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5683, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3806, 0x03);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3807, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5686, 0x03);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5687, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a00, 0x78);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a1a, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a13, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a18, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a19, 0x7c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a08, 0x12);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a09, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a0a, 0x0f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a0b, 0xa0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3004, 0xff);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x350c, 0x07);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x350d, 0xd0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3500, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3501, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3502, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x350a, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x350b, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3503, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528a, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528b, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528c, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528d, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528e, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528f, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5290, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5292, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5293, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5294, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5295, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5296, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5297, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5298, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5299, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529a, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529b, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529c, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529d, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529e, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529f, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a0f, 0x3c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a10, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a1b, 0x3c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a1e, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a11, 0x70);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a1f, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3030, 0x0b);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a02, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a03, 0x7d);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a04, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a14, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a15, 0x7d);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a16, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a00, 0x78);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a08, 0x09);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a09, 0x60);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a0a, 0x07);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a0b, 0xd0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a0d, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a0e, 0x06);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5193, 0x70);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3620, 0x57);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3703, 0x98);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3704, 0x1c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x589b, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x589a, 0xc5);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528a, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528b, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528c, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528d, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528e, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528f, 0x28);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5290, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5292, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5293, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5294, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5295, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5296, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5297, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5298, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5299, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529a, 0x00);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529e, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529f, 0x30);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5300, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5301, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5302, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5303, 0x7c);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530d, 0x0c);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5304, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5305, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5306, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5307, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5314, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5315, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5319, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5316, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5317, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5318, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5380, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5381, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5382, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5383, 0x4e);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5384, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5385, 0x0f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5386, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5387, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5388, 0x01);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x538a, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x538b, 0x31);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x538c, 0x00);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5390, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5391, 0xab);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5480, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5481, 0x21);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5483, 0x57);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5484, 0x65);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5485, 0x71);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5486, 0x7d);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5487, 0x87);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5488, 0x91);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5492, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5493, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5494, 0x03);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5495, 0x60);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5496, 0x02);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x549c, 0x02);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3406, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5192, 0x04); // 0x04
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5191, 0xf8); // 0xf8
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5193, 0x70);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5194, 0xf0);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518d, 0x3d);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518e, 0x3d);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5188, 0x18);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5189, 0x6e);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518a, 0x68);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5186, 0x1c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5181, 0x50);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5184, 0x25);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5182, 0x11);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5183, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5184, 0x25);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5185, 0x24);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5025, 0x82);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5583, 0x40);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5580, 0x02); // 0x02
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3633, 0x07);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3702, 0x10);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5300, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5301, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5302, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5303, 0x7c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530c, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530d, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530e, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530f, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5310, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5311, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5308, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5309, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5304, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5305, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5306, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5307, 0x80);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5315, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5319, 0x30);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5317, 0x00);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5300, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5301, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5302, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5303, 0x7c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530c, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530d, 0x0c);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530f, 0x80);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54b0, 0x1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54b1, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54b2, 0x1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54b3, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54b4, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54b5, 0xf0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54b6, 0x1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54b7, 0xdf);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5583, 0x5d);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5584, 0x5d);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5580, 0x06);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5587, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5588, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x558a, 0x09);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5589, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5000, 0xcf);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5800, 0x48);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5801, 0x31);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5802, 0x21);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5803, 0x1b);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5804, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5805, 0x1e);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5806, 0x29);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5807, 0x38);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5808, 0x26);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5809, 0x17);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x580a, 0x11);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x580b, 0xe);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x580c, 0xd);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x580d, 0xe);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x580e, 0x13);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x580f, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5810, 0x15);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5811, 0xd);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5812, 0x8);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5813, 0x5);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5814, 0x4);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5815, 0x5);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5816, 0x9);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5817, 0xd);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5818, 0x11);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5819, 0xa);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x581a, 0x4);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x581b, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x581c, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x581d, 0x1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x581e, 0x6);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x581f, 0x9);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5820, 0x12);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5821, 0xb);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5822, 0x4);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5823, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5824, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5825, 0x1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5826, 0x6);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5827, 0xa);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5828, 0x17);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5829, 0xf);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x582a, 0x9);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x582b, 0x6);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x582c, 0x5);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x582d, 0x6);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x582e, 0xa);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x582f, 0xe);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5830, 0x28);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5831, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5832, 0x11);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5833, 0xe);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5834, 0xe);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5835, 0xf);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5836, 0x15);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5837, 0x1d);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5838, 0x6e);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5839, 0x39);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x583a, 0x27);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x583b, 0x1f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x583c, 0x1e);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x583d, 0x23);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x583e, 0x2f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x583f, 0x41);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5840, 0xe);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5841, 0xc);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5843, 0xc);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5844, 0xc);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5845, 0xc);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5846, 0xc);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5847, 0xc);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5848, 0xd);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5849, 0xe);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x584b, 0xa);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x584c, 0xe);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x584d, 0xe);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x584e, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x584f, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5850, 0x11);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5851, 0xa);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5852, 0xf);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5853, 0xe);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5854, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5855, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5856, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5857, 0xa);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5858, 0xe);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5859, 0xe);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x585a, 0xf);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x585b, 0xf);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x585c, 0xf);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x585d, 0xa);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x585e, 0x9);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x585f, 0xd);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5861, 0xb);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5862, 0xd);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5863, 0x7);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5864, 0x17);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5865, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5866, 0x18);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5867, 0x18);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5868, 0x16);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5869, 0x12);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x586a, 0x1b);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x586b, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x586c, 0x16);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x586d, 0x16);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x586e, 0x18);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x586f, 0x1f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5870, 0x1c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5871, 0x16);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5872, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5873, 0xf);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5874, 0x13);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5875, 0x1c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5876, 0x1e);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5877, 0x17);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5878, 0x11);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5879, 0x11);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x587a, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x587b, 0x1e);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x587c, 0x1c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x587d, 0x1c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x587e, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x587f, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5880, 0x1b);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5881, 0x1f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5882, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5883, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5884, 0x1d);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5885, 0x1e);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5886, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5887, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528a, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528b, 0x06);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528c, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528d, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528e, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528f, 0x50);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5290, 0x60);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5292, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5293, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5294, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5295, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5296, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5297, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5298, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5299, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529a, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529b, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529c, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529d, 0x28);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529e, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529f, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5282, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5680, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5681, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5682, 0x05);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5683, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5684, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5685, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5686, 0x03);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5687, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5180, 0xff);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5181, 0x52);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5182, 0x11);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5183, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5184, 0x25);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5185, 0x24);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5186, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5187, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5188, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5189, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518a, 0x60);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518b, 0xa2);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518c, 0x9c);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518e, 0x34);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5191, 0xf8);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5193, 0x70);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5194, 0xf0);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5196, 0x03);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5197, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5198, 0x05);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5199, 0x2f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x519a, 0x04);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x519d, 0xa0);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a10, 0x30);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a1f, 0x10);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3802, 0x0);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3804, 0x5);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380a, 0x2);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380b, 0x58);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380c, 0xc);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380d, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380e, 0x3);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380f, 0xe8);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5001, 0x7f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5680, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5681, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5682, 0x5);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5683, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5684, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5685, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5686, 0x3);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5687, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5687, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3815, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3503, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3818, 0x81); // No Mirror
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3621, 0xa7);

    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x4740, 0x21);

    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x501e, 0x2a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5002, 0x78);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x501f, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x4300, 0x61);

    return(0);
}

DATAFLOW 指示子を使用しない axis2xf8uc3vflip IP を使用して vitis_vision_cam を実装する

DATAFLOW 指示子を使用しない axis2xf8uc3vflip2 IP を以下の記事で作成した。
”DATAFLOW 指示子を使用しない Vitis HLS 2020.2 の axis2xf8uc3vflip2 プロジェクトを作成する1”
”DATAFLOW 指示子を使用しない Vitis HLS 2020.2 の axis2xf8uc3vflip2 プロジェクトを作成する2”

この DATAFLOW 指示子を使用しない axis2xf8uc3vflip IP を使用して vitis_vision_cam を実装しよう。
もうすでに以下の記事でブロックデザインの実装はできている。
”Vitis Vision Library でカメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力する9（vitis_vision_cam その1）”

改めて、 vitis_vision_cam の Vivado 2020.2 プロジェクトを示す。


なお、 axis2xf8uc3vflip IP の中身は、DATAFLOW 指示子を使用しない axis2xf8uc3vflip2 IP に入れ替えてある。

vv_cam_bd ブロックデザインを示す。


Address Map を示す。


ZYNQ のクロック設定画面を示す。


rgb2dvi IP の設定を示す。
SVGA はピクセル・クロックが 40 MHz なので、 ＜80MHz (720p) にラジオボタンを設定した。


論理合成、インプリメンテーション、ビットストリームの生成を行った。
Project Summary の内容を示す。


ハードウェアをエクスポートした。
Vitis のプラットフォームをエクスポートしたハードウェアでアップデートした。
Vitis のプラットフォームとアプリケーション・プロジェクトを再ビルドした。


アプリケーション・ソフトウェアを起動したところ、カメラ画面が表示された。


以前のカメラ画像を貼っておく。


キーボードから 1 を押すと、カメラ画像にランダムノイズが付加された。
キーボードから 3 を押すとメディアン・フィルタが入って、ランダムノイズが除去されているのが分かる。成功だ。

これで、Vitis Vision Library の medianblur をカメラからディスプレイに表示するリアルタイム・システムで使用することができた。

しかし、DATAFLOW 指示子を使った Vitis HLS プロジェクトが動作しない訳無いと思うので、確かめてみようと思う。

最後にアプリケーション・ソフトウェアの vitis_vision_cam.c を貼っておく。

// vitis_vision_cam.c
// 2021/05/11 by marsee
//

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include "xil_io.h"
#include "xparameters.h"

#include "xaxis2xf8uc3vflip.h"
#include "xmedian_blur_accel.h"
#include "xrandom_noise_gen.h"
#include "xxf_8uc3_2axis.h"

#define ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR   0x10000000
#define FILTER_XF_8UC3_ADDR     0x10200000

#define HORIZONTAL_PIXELS   800
#define VERTICAL_LINES      600

void cam_i2c_init(volatile uint32_t *ov5642_axi_iic) {
    ov5642_axi_iic[64] = 0x2; // reset tx fifo ,address is 0x100, i2c_control_reg
    ov5642_axi_iic[64] = 0x1; // enable i2c
}

void cam_i2x_write_sync(void) {
    // unsigned c;

    // c = *cam_i2c_rx_fifo;
    // while ((c & 0x84) != 0x80)
    // c = *cam_i2c_rx_fifo; // No Bus Busy and TX_FIFO_Empty = 1
    usleep(1000);
}

void cam_i2c_write(volatile uint32_t *ov5642_axi_iic, uint32_t device_addr, uint32_t write_addr, uint32_t write_data){
    ov5642_axi_iic[66] = 0x100 | (device_addr & 0xfe); // Slave IIC Write Address, address is 0x108, i2c_tx_fifo
    ov5642_axi_iic[66] = (write_addr >> 8) & 0xff;  // address upper byte
    ov5642_axi_iic[66] = write_addr & 0xff;           // address lower byte
    ov5642_axi_iic[66] = 0x200 | (write_data & 0xff);      // data
    cam_i2x_write_sync();
}

int main(){
    XAxis2xf8uc3vflip XAxis2xf8uc3vflip_ap;
    XRandom_noise_gen XRandom_noise_gen_ap;
    XMedian_blur_accel XMedian_blur_accel_ap;
    XXf_8uc3_2axis XXf_8uc3_2axis_ap;
    int inbyte_in;

    XAxis2xf8uc3vflip_Initialize(&XAxis2xf8uc3vflip_ap, 0);
    XRandom_noise_gen_Initialize(&XRandom_noise_gen_ap, 0);
    XMedian_blur_accel_Initialize(&XMedian_blur_accel_ap, 0);
    XXf_8uc3_2axis_Initialize(&XXf_8uc3_2axis_ap, 0);

    XAxis2xf8uc3vflip_Set_rows(&XAxis2xf8uc3vflip_ap, (u32)VERTICAL_LINES);
    XAxis2xf8uc3vflip_Set_cols(&XAxis2xf8uc3vflip_ap, (u32)HORIZONTAL_PIXELS);
    XRandom_noise_gen_Set_rows(&XRandom_noise_gen_ap, (u32)VERTICAL_LINES);
    XRandom_noise_gen_Set_cols(&XRandom_noise_gen_ap, (u32)HORIZONTAL_PIXELS);
    XRandom_noise_gen_Set_ratio(&XRandom_noise_gen_ap, (u32)256); // 1 in 256 random noise
    XRandom_noise_gen_Set_on_off(&XRandom_noise_gen_ap, (u32)0); // 1 - on, others - off
    XMedian_blur_accel_Set_rows(&XMedian_blur_accel_ap, (u32)VERTICAL_LINES);
    XMedian_blur_accel_Set_cols(&XMedian_blur_accel_ap, (u32)HORIZONTAL_PIXELS);
    XXf_8uc3_2axis_Set_rows(&XXf_8uc3_2axis_ap, (u32)VERTICAL_LINES);
    XXf_8uc3_2axis_Set_cols(&XXf_8uc3_2axis_ap, (u32)HORIZONTAL_PIXELS);

    XAxis2xf8uc3vflip_Set_p_dst(&XAxis2xf8uc3vflip_ap, (u32)ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR);
    XMedian_blur_accel_Set_img_in(&XMedian_blur_accel_ap, (u32)ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR);
    XMedian_blur_accel_Set_img_out(&XMedian_blur_accel_ap, (u32)FILTER_XF_8UC3_ADDR);
    XXf_8uc3_2axis_Set_p_src(&XXf_8uc3_2axis_ap, (u32)ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR);

    // random_noise_gen start
    XRandom_noise_gen_Start(&XRandom_noise_gen_ap);
    XRandom_noise_gen_EnableAutoRestart(&XRandom_noise_gen_ap);

    // axis28uc8vflip start
    XAxis2xf8uc3vflip_Start(&XAxis2xf8uc3vflip_ap);
    XAxis2xf8uc3vflip_EnableAutoRestart(&XAxis2xf8uc3vflip_ap);

    // CMOS Camera initialize, ov5642
    cam_i2c_init((volatile uint32_t *)XPAR_AXI_IIC_0_BASEADDR);
    cam_reg_set((volatile uint32_t *)(XPAR_AXI_IIC_0_BASEADDR), (uint32_t)0x78); // OV5642 register set
    Xil_Out32(XPAR_MT9D111_INF_AXIS_0_BASEADDR, ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR); // ov5642 AXI4-Stream Start
    Xil_Out32((XPAR_MT9D111_INF_AXIS_0_BASEADDR+4), 0);

    // bitmap_disp_cont_axis start
    Xil_Out32(XPAR_BITMAP_DISP_CONT_AXIS_0_BASEADDR, ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR); // dummy address, start

    // xf_8uc3_2axis start
    XXf_8uc3_2axis_Start(&XXf_8uc3_2axis_ap);
    XXf_8uc3_2axis_EnableAutoRestart(&XXf_8uc3_2axis_ap);

    while(1){
        printf("\nPlease input <0>,<1>,<2>,<3>\n");
        printf("<0> - Original image, no noise, <1> - Original image, with noise\n");
        printf("<2> - median filter, no noise,  <3> - median filter, with noise\n");
        printf("(<q> : exit) = ");
        fflush(stdout);
        inbyte_in = inbyte();
        printf("%c", inbyte_in);
        fflush(stdout);
        switch(inbyte_in) {
            case '0': // Original image, no noise
                printf(" Original image, no noise\n");
                XRandom_noise_gen_Set_on_off(&XRandom_noise_gen_ap, (u32)0); // 1 - on, others - off
                XXf_8uc3_2axis_Set_p_src(&XXf_8uc3_2axis_ap, (u32)ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR);
                XMedian_blur_accel_DisableAutoRestart(&XMedian_blur_accel_ap);
                break;
            case '1': // Original image, with noise
                printf(" Original image, with noise\n");
                XRandom_noise_gen_Set_on_off(&XRandom_noise_gen_ap, (u32)1); // 1 - on, others - off
                XXf_8uc3_2axis_Set_p_src(&XXf_8uc3_2axis_ap, (u32)ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR);
                XMedian_blur_accel_DisableAutoRestart(&XMedian_blur_accel_ap);
                break;
            case '2': // median filter, no noise
                printf(" median filter, no noise\n");
                XRandom_noise_gen_Set_on_off(&XRandom_noise_gen_ap, (u32)0); // 1 - on, others - off
                XXf_8uc3_2axis_Set_p_src(&XXf_8uc3_2axis_ap, (u32)FILTER_XF_8UC3_ADDR);
                XMedian_blur_accel_Start(&XMedian_blur_accel_ap);
                XMedian_blur_accel_EnableAutoRestart(&XMedian_blur_accel_ap);
                break;
            case '3': // median filter, with nois
                printf(" median filter, with nois\n");
                XRandom_noise_gen_Set_on_off(&XRandom_noise_gen_ap, (u32)1); // 1 - on, others - off
                XXf_8uc3_2axis_Set_p_src(&XXf_8uc3_2axis_ap, (u32)FILTER_XF_8UC3_ADDR);
                XMedian_blur_accel_Start(&XMedian_blur_accel_ap);
                XMedian_blur_accel_EnableAutoRestart(&XMedian_blur_accel_ap);
                break;
            case 'q': // quit
                printf(" quit\n");
                fflush(stdout);
                return(0);
        }
    }
}

int cam_reg_set(volatile unsigned *axi_iic, unsigned int device_addr){
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3103, 0x93);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3008, 0x82);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3017, 0x7f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3018, 0xfc);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3810, 0xc2);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3615, 0xf0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3000, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3001, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3002, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3003, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3000, 0xf8);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3001, 0x48);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3002, 0x5c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3003, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3004, 0x07);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3005, 0xb7);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3006, 0x43);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3007, 0x37);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3011, 0x08); // 0x08 - 15fps, 0x10 - 30fps
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3010, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x460c, 0x22);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3815, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x370d, 0x06);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x370c, 0xa0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3602, 0xfc);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3612, 0xff);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3634, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3613, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3605, 0x7c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3621, 0x09);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3622, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3604, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3603, 0xa7);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3603, 0x27);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x4000, 0x21);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x401d, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3600, 0x54);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3605, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3606, 0x3f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3c01, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5000, 0x4f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5020, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5181, 0x79);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5182, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5185, 0x22);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5197, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5001, 0xff);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5500, 0x0a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5504, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5505, 0x7f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5080, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x300e, 0x18);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x4610, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x471d, 0x05);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x4708, 0x06);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3710, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3632, 0x41);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3702, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3620, 0x37);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3631, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3808, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3809, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380a, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380b, 0xe0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380e, 0x07);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380f, 0xd0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x501f, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5000, 0x4f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x4300, 0x61); // RGB565
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3503, 0x07);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3501, 0x73);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3502, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x350b, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3503, 0x07);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3824, 0x11);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3501, 0x1e);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3502, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x350b, 0x7f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380c, 0x0c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380d, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380e, 0x03);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380f, 0xe8);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a0d, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a0e, 0x03);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3818, 0xc1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3705, 0xdb);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x370a, 0x81);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3801, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3621, 0xc7);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3801, 0x50);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3803, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3827, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3810, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3804, 0x05);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3805, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5682, 0x05);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5683, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3806, 0x03);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3807, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5686, 0x03);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5687, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a00, 0x78);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a1a, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a13, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a18, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a19, 0x7c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a08, 0x12);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a09, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a0a, 0x0f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a0b, 0xa0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3004, 0xff);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x350c, 0x07);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x350d, 0xd0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3500, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3501, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3502, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x350a, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x350b, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3503, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528a, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528b, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528c, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528d, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528e, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528f, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5290, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5292, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5293, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5294, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5295, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5296, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5297, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5298, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5299, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529a, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529b, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529c, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529d, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529e, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529f, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a0f, 0x3c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a10, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a1b, 0x3c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a1e, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a11, 0x70);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a1f, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3030, 0x0b);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a02, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a03, 0x7d);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a04, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a14, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a15, 0x7d);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a16, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a00, 0x78);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a08, 0x09);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a09, 0x60);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a0a, 0x07);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a0b, 0xd0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a0d, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a0e, 0x06);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5193, 0x70);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3620, 0x57);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3703, 0x98);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3704, 0x1c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x589b, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x589a, 0xc5);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528a, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528b, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528c, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528d, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528e, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528f, 0x28);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5290, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5292, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5293, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5294, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5295, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5296, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5297, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5298, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5299, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529a, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529b, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529c, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529d, 0x28);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529e, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529f, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5282, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5300, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5301, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5302, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5303, 0x7c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530c, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530d, 0x0c);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530f, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5310, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5311, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5308, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5309, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5304, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5305, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5306, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5307, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5314, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5315, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5319, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5316, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5317, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5318, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5380, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5381, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5382, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5383, 0x4e);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5384, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5385, 0x0f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5386, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5387, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5388, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5389, 0x15);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x538a, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x538b, 0x31);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x538c, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x538d, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x538e, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x538f, 0x0f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5390, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5391, 0xab);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5392, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5393, 0xa2);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5394, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5480, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5481, 0x21);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5482, 0x36);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5483, 0x57);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5484, 0x65);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5485, 0x71);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5486, 0x7d);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5487, 0x87);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5488, 0x91);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5489, 0x9a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x548a, 0xaa);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x548b, 0xb8);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x548c, 0xcd);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x548d, 0xdd);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x548e, 0xea);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x548f, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5490, 0x05);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5491, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5492, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5493, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5494, 0x03);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5495, 0x60);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5496, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5497, 0xb8);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5498, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5499, 0x86);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x549a, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x549b, 0x5b);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x549c, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x549d, 0x3b);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x549e, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x549f, 0x1c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a0, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a1, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a2, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a3, 0xed);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a4, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a5, 0xc5);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a6, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a7, 0xa5);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a8, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a9, 0x6c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54aa, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54ab, 0x41);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54ac, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54ad, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54ae, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54af, 0x16);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3406, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5192, 0x04); // 0x04
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5191, 0xf8); // 0xf8
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5193, 0x70);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5194, 0xf0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5195, 0xf0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518d, 0x3d);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518f, 0x54);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518e, 0x3d);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5190, 0x54);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518b, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518c, 0xbd);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5187, 0x18);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5188, 0x18);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5189, 0x6e);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518a, 0x68);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5186, 0x1c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5181, 0x50);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5184, 0x25);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5182, 0x11);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5183, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5184, 0x25);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5185, 0x24);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5025, 0x82);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5583, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5584, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5580, 0x02); // 0x02
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3633, 0x07);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3702, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3703, 0xb2);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3704, 0x18);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x370b, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x370d, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3620, 0x52);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3c00, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5001, 0xFF);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5282, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5300, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5301, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5302, 0x00);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530d, 0x10);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5310, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5311, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5308, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5309, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5304, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5305, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5306, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5307, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5314, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5315, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5319, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5316, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5317, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5318, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5500, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5502, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5503, 0x06);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5504, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5505, 0x7f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5025, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5300, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5301, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5302, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5303, 0x7c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530c, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530d, 0x0c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530e, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530f, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5310, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5311, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5308, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5309, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5304, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5305, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5306, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5307, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5314, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5315, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5319, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5316, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5317, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5318, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5380, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5381, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5382, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5383, 0x1f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5384, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5385, 0x06);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5386, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5387, 0x00);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5389, 0xE1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x538A, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x538B, 0x2B);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x538C, 0x00);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x538E, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x538F, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5390, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5391, 0xB3);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5392, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5393, 0xA6);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5394, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5480, 0xd);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5481, 0x18);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5482, 0x2a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5483, 0x49);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5484, 0x56);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5485, 0x62);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5486, 0x6c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5487, 0x76);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5488, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5489, 0x88);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x548a, 0x96);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x548b, 0xa2);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x548c, 0xb8);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x548d, 0xcc);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x548e, 0xe0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x548f, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5490, 0x3);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5491, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5492, 0x3);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5493, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5494, 0x2);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5495, 0xa0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5496, 0x2);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5497, 0x48);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5498, 0x2);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5499, 0x26);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x549a, 0x2);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x549b, 0xb);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x549c, 0x1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x549d, 0xee);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x549e, 0x1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x549f, 0xd8);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a0, 0x1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a1, 0xc7);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a2, 0x1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a3, 0xb3);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a4, 0x1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a5, 0x90);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a6, 0x1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a7, 0x62);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a8, 0x1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a9, 0x27);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54aa, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54ab, 0x09);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54ac, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54ad, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54ae, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54af, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54b0, 0x1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54b1, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54b2, 0x1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54b3, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54b4, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54b5, 0xf0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54b6, 0x1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54b7, 0xdf);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5583, 0x5d);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5584, 0x5d);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5580, 0x06);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5587, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5588, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x558a, 0x09);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5589, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5000, 0xcf);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5800, 0x48);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5801, 0x31);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5802, 0x21);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5803, 0x1b);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5804, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5805, 0x1e);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5806, 0x29);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5807, 0x38);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5808, 0x26);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5809, 0x17);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x580a, 0x11);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x580b, 0xe);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x580d, 0xe);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x580e, 0x13);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x580f, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5810, 0x15);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5811, 0xd);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5813, 0x5);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5815, 0x5);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5816, 0x9);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5819, 0xa);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x581b, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x581c, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x581d, 0x1);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x581f, 0x9);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5821, 0xb);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5831, 0x1a);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5865, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5866, 0x18);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5867, 0x18);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5868, 0x16);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5869, 0x12);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x586a, 0x1b);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x586b, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x586c, 0x16);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x586d, 0x16);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x586e, 0x18);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x586f, 0x1f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5870, 0x1c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5871, 0x16);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5872, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5873, 0xf);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5874, 0x13);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5875, 0x1c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5876, 0x1e);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5877, 0x17);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5878, 0x11);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5879, 0x11);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x587a, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x587b, 0x1e);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x587c, 0x1c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x587d, 0x1c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x587e, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x587f, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5880, 0x1b);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5881, 0x1f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5882, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5883, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5884, 0x1d);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5885, 0x1e);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5886, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5887, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528a, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528b, 0x06);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528c, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528d, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528e, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528f, 0x50);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5290, 0x60);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5292, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5293, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5294, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5295, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5296, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5297, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5298, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5299, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529a, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529b, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529c, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529d, 0x28);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529e, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529f, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5282, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5680, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5681, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5682, 0x05);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5683, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5684, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5685, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5686, 0x03);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5687, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5180, 0xff);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5181, 0x52);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5182, 0x11);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5183, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5184, 0x25);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5185, 0x24);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5186, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5187, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5188, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5189, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518a, 0x60);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518b, 0xa2);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518c, 0x9c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518d, 0x36);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518e, 0x34);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518f, 0x54);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5190, 0x4c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5191, 0xf8);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5192, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5193, 0x70);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5194, 0xf0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5195, 0xf0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5196, 0x03);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5197, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5198, 0x05);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5199, 0x2f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x519a, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x519b, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x519c, 0x06);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x519d, 0xa0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x519e, 0xa0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a0f, 0x3c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a10, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a1b, 0x3c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a1e, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a11, 0x70);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a1f, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3800, 0x1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3801, 0x50);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3802, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3803, 0x8);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3804, 0x5);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3805, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3806, 0x3);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3807, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3808, 0x3);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3809, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380a, 0x2);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380b, 0x58);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380c, 0xc);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380d, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380e, 0x3);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380f, 0xe8);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5001, 0x7f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5680, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5681, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5682, 0x5);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5683, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5684, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5685, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5686, 0x3);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5687, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5687, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3815, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3503, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3818, 0x81); // No Mirror
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3621, 0xa7);

    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x4740, 0x21);

    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x501e, 0x2a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5002, 0x78);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x501f, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x4300, 0x61);

    return(0);
}

DATAFLOW 指示子を使用しない Vitis HLS 2020.2 の axis2xf8uc3vflip2 プロジェクトを作成する2

”DATAFLOW 指示子を使用しない Vitis HLS 2020.2 の axis2xf8uc3vflip2 プロジェクトを作成する1”の続き。

DATAFLOW 指示子を使用しない axis2xf8uc3vflip IP を作ることにしたということで、前回は、ソースコードとテストベンチ・コードを貼って、Vitis HLS 2020.2 の axis2xf8uc3vflip2 プロジェクトを作成した。今回は、C シミュレーション、C コードの合成、C/RTL 協調シミュレーション、Export RTL を行う。

最初に C シミュレーションを行った。結果を示す。


solution1/csim/build ディレクトリを見ると、output.jpg が生成されている。


C コードの合成を行った。マイナス・スラックが出ているが、とりあえずはそのままとする。



C/RTL 協調シミュレーションを行った。結果を示す。


レイテンシは 852608 クロックだった。 480000 ピクセル + 480000 *3 / 4 = 840000 なので、大体良さそうだ。

C/RTL 協調シミュレーションの全体波形を示す。


１ 行分を拡大する。


1 行分 AXI4-Stream で処理してから DMA_Write しているのが分かる。DMA_Write もバースト転送になっていて 1 安心だ。

Export RTL を行った。結果を示す。


合成の時にマイナス・スラックが出ていたが、 CP achieved post-implementation が 7.930 ns で大丈夫そうだ。

DATAFLOW 指示子を使用しない Vitis HLS 2020.2 の axis2xf8uc3vflip2 プロジェクトを作成する1

”vitis_vision_cam の Vivado 2020.2 プロジェクトで、どの IP がバグっているのかを調査した”で vitis_vision_cam プロジェクトが動作しないのは、どうやら axis2xf8uc3vflip IP が原因のようだ？ということがわかった。
しかし、axis2xf8uc3vflip IP が完全に動作しないのではなく、８ 画像フレーム程度は動作していて、その後おかしくなるので、DATAFLOW 指示子を使用して、xf8uc3 に変換するAXI4-Stream 入出力の関数と AXI4-Stream 入力の DMA_Write する関数を並列動作させているからじゃないか？と自分なりに推測した。PINGPONG バッファにデータが残ってしまって、それが解消されないんじゃないだろうか？と。。。
axis2xf8uc3vflip IP の記事を示す。
”axis2xf8uc3vflip IP を Vitis HLS 2020.2 で作成する1”
”axis2xf8uc3vflip IP を Vitis HLS 2020.2 で作成する2”
”axis2xf8uc3vflip IP を Vitis HLS 2020.2 で作成する3”

そこで、DATAFLOW 指示子を使用しない axis2xf8uc3vflip IP を作ることにしたのだが、並列動作させずに DMA_Write すると DMA_Write する部分に if 文が入るので、単発転送になってしまう。今回は、1 行データをまとめたら、バーストで DMA 転送する方式にすることにした。これだと、レイテンシは 3/4 だけ増加することになるが、もともとピクセル・クロックが 40 MHz (SVGA) なので、AXI4-Stream の動作周波数の 100 MHz からすると 2/5 になっていて半分以下なので、十分に間に合う計算になる。

それでは、ソースコードの axis2xf8uc3vflip2.cpp を示す。

// axis2xf8uc3vflip2.cpp
// 2021/05/21 by marsee
// DATAFLOW指示子を使用せずに直接DMAするバージョン

#include <stdint.h>
#include "ap_int.h"
#include "hls_stream.h"
#include "ap_axi_sdata.h"

#define MAX_COLS    1920    // 最大の列の数

int axis2xf8uc3vflip(hls::stream<ap_axiu<32,1,1,1> >& ins, uint16_t rows, uint16_t cols, volatile ap_uint<32>* _dst){
#pragma HLS INTERFACE m_axi depth=360000 port=_dst offset=slave
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=cols
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=rows
#pragma HLS INTERFACE axis register_mode=both register port=ins
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=return
    ap_axiu<32,1,1,1> pix;
    ap_uint<32> outpix;
    uint32_t pixay[4];
    uint32_t line_buf[MAX_COLS];
    uint32_t xy, num;
    const uint16_t mat_cols = cols*3/4;

    LOOP_DY : do {  // user が 1になった時にフレームがスタートする
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT min=1 max=1 avg=1
        ins >> pix;
    } while(pix.user == 0);

    LOOP_Y: for(int y=0; y<rows; y++){
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT avg=600 max=600 min=600
        num = 0;
        LOOP_X: for(int x=0; x<cols; x++){
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT avg=800 max=800 min=800
#pragma HLS PIPELINE II=1
            xy = y*cols+x;
            if(!(xy == 0)) // 最初の入力はすでに入力されている
                ins >> pix; // AXI4-Stream からの入力

            switch(xy%4){
                case 0 :
                    pixay[0] = pix.data;
                    break;
                case 1 :
                    pixay[1] = pix.data;
                    outpix = ((pixay[1]&0xff)<<24)+(pixay[0]&0xffffff);
                    line_buf[num++] = outpix;
                    break;
                case 2 :
                    pixay[2] = pix.data;
                    outpix = ((pixay[2]&0xffff)<<16)+((pixay[1]&0xffff00)>>8);
                    line_buf[num++] = outpix;
                    break;
                default : // 3
                    pixay[3] = pix.data;
                    outpix = ((pixay[3]&0xffffff)<<8)+((pixay[2]&0xff0000)>>16);
                    line_buf[num++] = outpix;
                    break;
            }
        }
        for(int i=0; i<num; i++){
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT avg=600 max=600 min=600
#pragma HLS PIPELINE II=1
            _dst[((rows-1)-y)*mat_cols+i] = line_buf[i];
        }
    }
    return(0);
}

テストベンチの axis2xf8uc3vflip2_tb.cpp を示す。

// axis2xf8uc3vflip2_tb.cpp
// 2021/05/21 by marsee
// DATAFLOW指示子を使用せずに直接DMAするバージョン

#include <stdint.h>
#include "ap_int.h"
#include "hls_stream.h"
#include "ap_axi_sdata.h"
#include "opencv2/opencv.hpp"
#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
#include "opencv2/imgcodecs/imgcodecs.hpp"

int axis2xf8uc3vflip(hls::stream<ap_axiu<32,1,1,1> >& ins, uint16_t rows, uint16_t cols, volatile ap_uint<32>* _dst);

int main(int argc, char **argv){
    hls::stream<ap_axiu<32,1,1,1> > ins;
    hls::stream<ap_axiu<32,1,1,1> > ins_soft;
    ap_axiu<32,1,1,1> pix;

    if (argc != 2) {
        fprintf(stderr, "Usage: %s <INPUT IMAGE>", argv[0]);
        exit(1);
    }

    cv::Mat img = cv::imread(argv[1], 1); // reading in the color image

    if (img.data == NULL) {
        fprintf(stderr, "ERROR: Cannot open image %s\n ", argv[1]);
        exit(1);
    }

    // ピクセルを入れる領域の確保
    std::vector<uint32_t> rd_bmp(sizeof(uint32_t)*img.cols*img.rows);

    // rd_bmp にBMPのピクセルを代入
    cv::Mat_<cv::Vec3b> dst_vec3b = cv::Mat_<cv::Vec3b>(img);
    for (int y=0; y<img.rows; y++){
        for (int x=0; x<img.cols; x++){
            cv::Vec3b pixel;
            pixel = dst_vec3b(y,x);
            rd_bmp[y*img.cols+x] = (pixel[0] & 0xff) | ((pixel[1] & 0xff)<<8) | ((pixel[2] & 0xff)<<16);
            // blue - pixel[0]; green - pixel[1]; red - pixel[2];
        }
    }

    // ins に入力データを用意する
    for(int i=0; i<5; i++){ //　dummy data
        pix.user = 0;
        pix.data = i;
        ins << pix;
    }

    for(int j=0; j < img.rows; j++){
        for(int i=0; i < img.cols; i++){
            pix.data = (ap_uint<32>)rd_bmp[(j*img.cols)+i];

            if (j==0 && i==0)   // 最初のデータの時に TUSER を 1 にする
                pix.user = 1;
            else
                pix.user = 0;

            if (i == img.cols-1) // 行の最後でTLASTをアサートする
                pix.last = 1;
            else
                pix.last = 0;

            ins << pix;
        }
    }

    cv::Mat out_img;
    out_img.create(img.rows, img.cols, CV_8UC3);

    axis2xf8uc3vflip(ins, img.rows, img.cols, (volatile ap_uint<32> *)out_img.data);

    cv::imwrite("output.jpg", out_img);

    return(0);
}

Vitis HLS 2020.2 の axis2xf8uc3vflip2 プロジェクトを示す。


Zynq なので、AXI4 Master のアドレスは 32 ビットに変更する。
Solution メニューから Solution Settings... を選択する。
config_interface を展開して、 m_axi_addr64 のチェックを外す。


次に OpenCV の設定を行う。
Project メニューから Project Settings... を選択する。
Project Settings (axis2xf8uc3vflip2) ダイアログが開く。
左のペインで Simulation を選択する。


TestBench Files の axis2xf8uc3vflip_tb.cpp の CFLAGS に以下の設定を行った。

-I/usr/local/include

絶対パスで書いても、相対パスに直されてしまう。

Linker Flags に

-L/usr/local/lib -lopencv_core -lopencv_imgcodecs -lopencv_imgproc

を設定した。

Input Arguments に

test3.jpg

を設定した。

vitis_vision_cam の Vivado 2020.2 プロジェクトで、どの IP がバグっているのかを調査した

”vitis_vision_cam プロジェクトをデバックするために dma_read4image を Vitis HLS 2020.2 で作る1”
”vitis_vision_cam プロジェクトをデバックするために dma_read4image を Vitis HLS 2020.2 で作る2”
で DMA_Read して、 AXI4-Stream で出力する IP が作成できた。AXI4-Stream から DMA_Write するのは、vflip_dma_write IP をすでに作成済みなので、それを利用する。そして、vitis_vision_cam プロジェクトをコピーして、ディレクトリ名を vitis_vision_cam_test として、中のブロックデザインを変更した。

まずは、vitis_vision_cam_test ディレクトリの Vivado 2020.2 の vitis_vision_cam プロジェクトを示す。


ブロックデザインを示す。


カメラ側は mt9d111_inf_axis_0 - randam_noise_gen までが共通で、その後に axis_switch_0 が入っている。 axis_switch_0 からは 2 つに AXI4-Stream が分かれて、１ つは axis2xf8uc3vflip_0 に入って AXI4-Stream から Mat のフォーマットに変換して、DMA_Write するパスと、vflip_dma_write_0 に入って普通に DMA_Write するパスに別れる。
ディスプレイ側は、xf_8uc3_axis_0 から Mat フォーマットからRGB フィールドの通常使っている AXI4-Stream に変換して、 axis_switch_1 に入るパスと dma_read4image_0 を通って、通常のデータを DMA_Read して AXI4-Stream を axis_switch_1 に入るパスに分かれている。その後は、AXI4-Stream として、 bitmap_disp_cont_axis_0 - rgb2dvi_0 - HDMI 出力となる。

Address Map を示す。


これで論理合成、インプリメンテーション、ビットストリームの生成を行った。
Project Summary を示す。


ハードウェアをエクスポートして、Vitis を立ち上げ、プラットフォームとアプリケーション・プロジェクトを再生成した。
アプリケーション・ソフトウェアも書き直した。


現在は、カメラ側は mt9d111_inf_axis_0 - randam_noise_gen - vflip_dma_write_0 のパスに設定されている。
ディスプレイ側は、 dma_read4image_0 - bitmap_disp_cont_axis_0 - rgb2dvi_0 - HDMI 出力パスに設定されている。
つまり、うまく行っていないカメラ側は axis2xf8uc3vflip_0 を通らないパスになっているので、これでうまく行ったら、 axis2xf8uc3vflip_0 がバグっていることになる。

これで動作させたところ、問題なく動作した。
現在の ZYBO Z7-20 の様子を示す。OV5642 を変換基板を通して、PMOD に接続してある。


ディスプレイに正常に画像が表示された。


axis2xf8uc3vflip_0 がバグっている可能性が高い。気になるのは、これだけ、AXI4-Stream 入出力の Mat 変換関数と DMA_Write 関数を DATAFLOW 指示子を使って、並列動作させていることだ。ここがうまく行っていないのか？
デバック機能で見ても 8 画面は問題なく動作したが、 9 画面目辺りから TREADY が立たなくなってしまったので、Vitis HLS のシミュレーションは問題なく通るはずなので、画像を処理している内におかしくなるバグなのかも知れない？
次には axis2xf8uc3vflip を DATAFLOW 指示子を使わずに書き直してみよう。

最後にアプリケーション・ソフトウェアを貼っておく。

// vitis_vision_cam.c
// 2021/05/11 by marsee
//

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include "xil_io.h"
#include "xparameters.h"

#include "xaxis2xf8uc3vflip.h"
#include "xmedian_blur_accel.h"
#include "xrandom_noise_gen.h"
#include "xxf_8uc3_2axis.h"
#include "xvflip_dma_write.h"
#include "xdma_read4image.h"

#define ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR   0x10000000
#define FILTER_XF_8UC3_ADDR     0x10200000

#define HORIZONTAL_PIXELS   800
#define VERTICAL_LINES      600

void cam_i2c_init(volatile uint32_t *ov5642_axi_iic) {
    ov5642_axi_iic[64] = 0x2; // reset tx fifo ,address is 0x100, i2c_control_reg
    ov5642_axi_iic[64] = 0x1; // enable i2c
}

void cam_i2x_write_sync(void) {
    // unsigned c;

    // c = *cam_i2c_rx_fifo;
    // while ((c & 0x84) != 0x80)
    // c = *cam_i2c_rx_fifo; // No Bus Busy and TX_FIFO_Empty = 1
    usleep(1000);
}

void cam_i2c_write(volatile uint32_t *ov5642_axi_iic, uint32_t device_addr, uint32_t write_addr, uint32_t write_data){
    ov5642_axi_iic[66] = 0x100 | (device_addr & 0xfe); // Slave IIC Write Address, address is 0x108, i2c_tx_fifo
    ov5642_axi_iic[66] = (write_addr >> 8) & 0xff;  // address upper byte
    ov5642_axi_iic[66] = write_addr & 0xff;           // address lower byte
    ov5642_axi_iic[66] = 0x200 | (write_data & 0xff);      // data
    cam_i2x_write_sync();
}

int main(){
    XAxis2xf8uc3vflip XAxis2xf8uc3vflip_ap;
    XRandom_noise_gen XRandom_noise_gen_ap;
    XMedian_blur_accel XMedian_blur_accel_ap;
    XXf_8uc3_2axis XXf_8uc3_2axis_ap;
    XVflip_dma_write XVfilp_dma_write_ap;
    XDma_read4image XDma_read4image_ap;

    int inbyte_in;

    XAxis2xf8uc3vflip_Initialize(&XAxis2xf8uc3vflip_ap, 0);
    XRandom_noise_gen_Initialize(&XRandom_noise_gen_ap, 0);
    XMedian_blur_accel_Initialize(&XMedian_blur_accel_ap, 0);
    XXf_8uc3_2axis_Initialize(&XXf_8uc3_2axis_ap, 0);
    XVflip_dma_write_Initialize(&XVfilp_dma_write_ap, 0);
    XDma_read4image_Initialize(&XDma_read4image_ap, 0);

    XAxis2xf8uc3vflip_Set_rows(&XAxis2xf8uc3vflip_ap, (u32)VERTICAL_LINES);
    XAxis2xf8uc3vflip_Set_cols(&XAxis2xf8uc3vflip_ap, (u32)HORIZONTAL_PIXELS);
    XRandom_noise_gen_Set_rows(&XRandom_noise_gen_ap, (u32)VERTICAL_LINES);
    XRandom_noise_gen_Set_cols(&XRandom_noise_gen_ap, (u32)HORIZONTAL_PIXELS);
    XRandom_noise_gen_Set_ratio(&XRandom_noise_gen_ap, (u32)256); // 1 in 256 random noise
    XRandom_noise_gen_Set_on_off(&XRandom_noise_gen_ap, (u32)0); // 1 - on, others - off
    XMedian_blur_accel_Set_rows(&XMedian_blur_accel_ap, (u32)VERTICAL_LINES);
    XMedian_blur_accel_Set_cols(&XMedian_blur_accel_ap, (u32)HORIZONTAL_PIXELS);
    XXf_8uc3_2axis_Set_rows(&XXf_8uc3_2axis_ap, (u32)VERTICAL_LINES);
    XXf_8uc3_2axis_Set_cols(&XXf_8uc3_2axis_ap, (u32)HORIZONTAL_PIXELS);
    XDma_read4image_Set_rows(&XDma_read4image_ap, (u32)VERTICAL_LINES);
    XDma_read4image_Set_cols(&XDma_read4image_ap, (u32)HORIZONTAL_PIXELS);

    XAxis2xf8uc3vflip_Set_p_dst(&XAxis2xf8uc3vflip_ap, (u32)ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR);
    XMedian_blur_accel_Set_img_in(&XMedian_blur_accel_ap, (u32)ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR);
    XMedian_blur_accel_Set_img_out(&XMedian_blur_accel_ap, (u32)FILTER_XF_8UC3_ADDR);
    XXf_8uc3_2axis_Set_p_src(&XXf_8uc3_2axis_ap, (u32)ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR);
    XVflip_dma_write_Set_fb0_V(&XVfilp_dma_write_ap, (u32)ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR);
    XVflip_dma_write_Set_fb1_V(&XVfilp_dma_write_ap, (u32)ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR);
    XVflip_dma_write_Set_fb2_V(&XVfilp_dma_write_ap, (u32)ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR);
    XDma_read4image_Set_inm(&XDma_read4image_ap, (u32)ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR);

    // random_noise_gen start
    XRandom_noise_gen_Start(&XRandom_noise_gen_ap);
    XRandom_noise_gen_EnableAutoRestart(&XRandom_noise_gen_ap);

    // axis_switch_1, 1to2 ,Select M00_AXIS
    // Refer to http://marsee101.blog19.fc2.com/blog-entry-3177.html
    Xil_Out32((XPAR_AXIS_SWITCH_1_BASEADDR+0x40), 0x1); // disable
    Xil_Out32((XPAR_AXIS_SWITCH_1_BASEADDR), 0x2); // Commit registers

    // axis_switch_0, 2to1, Select S00_AXIS
    // Refer to http://marsee101.blog19.fc2.com/blog-entry-3177.html
    Xil_Out32((XPAR_AXIS_SWITCH_0_BASEADDR+0x40), 0x80000000); // disable
    Xil_Out32((XPAR_AXIS_SWITCH_0_BASEADDR+0x44), 0x0); // random_noise_gen enable
    Xil_Out32((XPAR_AXIS_SWITCH_0_BASEADDR), 0x2); // Commit registers

    // axis28uc8vflip start
    //XAxis2xf8uc3vflip_Start(&XAxis2xf8uc3vflip_ap);
    //XAxis2xf8uc3vflip_EnableAutoRestart(&XAxis2xf8uc3vflip_ap);

    // vflip_dma_write start
    XVflip_dma_write_Start(&XVfilp_dma_write_ap);
    XVflip_dma_write_EnableAutoRestart(&XVfilp_dma_write_ap);

    // CMOS Camera initialize, ov5642
    cam_i2c_init((volatile uint32_t *)XPAR_AXI_IIC_0_BASEADDR);
    cam_reg_set((volatile uint32_t *)(XPAR_AXI_IIC_0_BASEADDR), (uint32_t)0x78); // OV5642 register set
    Xil_Out32(XPAR_MT9D111_INF_AXIS_0_BASEADDR, ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR); // ov5642 AXI4-Stream Start
    Xil_Out32((XPAR_MT9D111_INF_AXIS_0_BASEADDR+4), 0);

    // bitmap_disp_cont_axis start
    Xil_Out32(XPAR_BITMAP_DISP_CONT_AXIS_0_BASEADDR, ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR); // dummy address, start

    // xf_8uc3_2axis start
    //XXf_8uc3_2axis_Start(&XXf_8uc3_2axis_ap);
    //XXf_8uc3_2axis_EnableAutoRestart(&XXf_8uc3_2axis_ap);

    // dma_read4image start
    XDma_read4image_Start(&XDma_read4image_ap);
    XDma_read4image_EnableAutoRestart(&XDma_read4image_ap);

    while(1){
        printf("\nPlease input <0>,<1>,<2>\n");
        printf("<0> - Original image, no noise, <1> - Original image, with noise\n");
        printf("<2> - median filter, no noise,  <3> - median filter, with noise\n");
        printf("(<q> : exit) = ");
        fflush(stdout);
        inbyte_in = inbyte();
        printf("%c", inbyte_in);
        fflush(stdout);
        switch(inbyte_in) {
            case '0': // Original image, no noise
                XRandom_noise_gen_Set_on_off(&XRandom_noise_gen_ap, (u32)0); // 1 - on, others - off
                XXf_8uc3_2axis_Set_p_src(&XXf_8uc3_2axis_ap, (u32)ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR);
                XMedian_blur_accel_DisableAutoRestart(&XMedian_blur_accel_ap);
                break;
            case '1': // Original image, with noise
                XRandom_noise_gen_Set_on_off(&XRandom_noise_gen_ap, (u32)1); // 1 - on, others - off
                XXf_8uc3_2axis_Set_p_src(&XXf_8uc3_2axis_ap, (u32)ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR);
                XMedian_blur_accel_DisableAutoRestart(&XMedian_blur_accel_ap);
                break;
            case '2': // median filter, no noise
                XRandom_noise_gen_Set_on_off(&XRandom_noise_gen_ap, (u32)0); // 1 - on, others - off
                XXf_8uc3_2axis_Set_p_src(&XXf_8uc3_2axis_ap, (u32)FILTER_XF_8UC3_ADDR);
                XMedian_blur_accel_Start(&XMedian_blur_accel_ap);
                XMedian_blur_accel_EnableAutoRestart(&XMedian_blur_accel_ap);
                break;
            case '3': // median filter, with nois
                XRandom_noise_gen_Set_on_off(&XRandom_noise_gen_ap, (u32)1); // 1 - on, others - off
                XXf_8uc3_2axis_Set_p_src(&XXf_8uc3_2axis_ap, (u32)FILTER_XF_8UC3_ADDR);
                XMedian_blur_accel_Start(&XMedian_blur_accel_ap);
                XMedian_blur_accel_EnableAutoRestart(&XMedian_blur_accel_ap);
                break;
            case 'q': // quit
                return(0);
        }
    }
}

int cam_reg_set(volatile unsigned *axi_iic, unsigned int device_addr){
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3103, 0x93);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3008, 0x82);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3017, 0x7f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3018, 0xfc);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3810, 0xc2);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3615, 0xf0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3000, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3001, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3002, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3003, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3000, 0xf8);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3001, 0x48);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3002, 0x5c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3003, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3004, 0x07);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3005, 0xb7);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3006, 0x43);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3007, 0x37);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3011, 0x08); // 0x08 - 15fps, 0x10 - 30fps
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3010, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x460c, 0x22);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3815, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x370d, 0x06);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x370c, 0xa0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3602, 0xfc);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3612, 0xff);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3634, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3613, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3605, 0x7c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3621, 0x09);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3622, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3604, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3603, 0xa7);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3603, 0x27);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x4000, 0x21);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x401d, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3600, 0x54);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3605, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3606, 0x3f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3c01, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5000, 0x4f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5020, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5181, 0x79);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5182, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5185, 0x22);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5197, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5001, 0xff);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5500, 0x0a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5504, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5505, 0x7f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5080, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x300e, 0x18);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x4610, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x471d, 0x05);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x4708, 0x06);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3710, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3632, 0x41);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3702, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3620, 0x37);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3631, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3808, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3809, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380a, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380b, 0xe0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380e, 0x07);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380f, 0xd0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x501f, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5000, 0x4f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x4300, 0x61); // RGB565
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3503, 0x07);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3501, 0x73);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3502, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x350b, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3503, 0x07);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3824, 0x11);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3501, 0x1e);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3502, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x350b, 0x7f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380c, 0x0c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380d, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380e, 0x03);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380f, 0xe8);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a0d, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a0e, 0x03);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3818, 0xc1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3705, 0xdb);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x370a, 0x81);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3801, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3621, 0xc7);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3801, 0x50);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3803, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3827, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3810, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3804, 0x05);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3805, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5682, 0x05);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5683, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3806, 0x03);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3807, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5686, 0x03);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5687, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a00, 0x78);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a1a, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a13, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a18, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a19, 0x7c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a08, 0x12);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a09, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a0a, 0x0f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a0b, 0xa0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3004, 0xff);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x350c, 0x07);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x350d, 0xd0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3500, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3501, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3502, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x350a, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x350b, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3503, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528a, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528b, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528c, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528d, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528e, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528f, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5290, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5292, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5293, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5294, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5295, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5296, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5297, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5298, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5299, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529a, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529b, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529c, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529d, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529e, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529f, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a0f, 0x3c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a10, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a1b, 0x3c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a1e, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a11, 0x70);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a1f, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3030, 0x0b);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a02, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a03, 0x7d);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a04, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a14, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a15, 0x7d);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a16, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a00, 0x78);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a08, 0x09);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a09, 0x60);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a0a, 0x07);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a0b, 0xd0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a0d, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a0e, 0x06);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5193, 0x70);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3620, 0x57);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3703, 0x98);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3704, 0x1c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x589b, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x589a, 0xc5);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528a, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528b, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528c, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528d, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528e, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528f, 0x28);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5290, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5292, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5293, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5294, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5295, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5296, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5297, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5298, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5299, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529a, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529b, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529c, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529d, 0x28);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529e, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529f, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5282, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5300, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5301, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5302, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5303, 0x7c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530c, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530d, 0x0c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530e, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530f, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5310, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5311, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5308, 0x20);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5304, 0x00);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5306, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5307, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5314, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5315, 0x20);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5317, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5318, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5380, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5381, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5382, 0x00);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5384, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5385, 0x0f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5386, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5387, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5388, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5389, 0x15);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x538a, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x538b, 0x31);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x538c, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x538d, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x538e, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x538f, 0x0f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5390, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5391, 0xab);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5392, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5393, 0xa2);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5394, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5480, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5481, 0x21);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5482, 0x36);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5483, 0x57);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5484, 0x65);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5485, 0x71);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5486, 0x7d);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5487, 0x87);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5488, 0x91);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5489, 0x9a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x548a, 0xaa);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x548c, 0xcd);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x548e, 0xea);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x548f, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5490, 0x05);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5491, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5492, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5493, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5494, 0x03);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5495, 0x60);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5496, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5497, 0xb8);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5498, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5499, 0x86);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x549a, 0x02);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x549c, 0x02);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x549f, 0x1c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a0, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a1, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a2, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a3, 0xed);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a4, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a5, 0xc5);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a6, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a7, 0xa5);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a8, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a9, 0x6c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54aa, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54ab, 0x41);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54ac, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54ad, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54ae, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54af, 0x16);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3406, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5192, 0x04); // 0x04
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5191, 0xf8); // 0xf8
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5193, 0x70);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5194, 0xf0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5195, 0xf0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518d, 0x3d);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518f, 0x54);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518e, 0x3d);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5190, 0x54);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518b, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518c, 0xbd);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5187, 0x18);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5188, 0x18);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5189, 0x6e);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518a, 0x68);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5186, 0x1c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5181, 0x50);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5184, 0x25);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5182, 0x11);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5183, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5184, 0x25);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5185, 0x24);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5025, 0x82);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5583, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5584, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5580, 0x02); // 0x02
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3633, 0x07);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3702, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3703, 0xb2);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3704, 0x18);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x370b, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x370d, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3620, 0x52);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3c00, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5001, 0xFF);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5282, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5300, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5301, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5302, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5303, 0x7c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530c, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530d, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530e, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530f, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5310, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5311, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5308, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5309, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5304, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5305, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5306, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5307, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5314, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5315, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5319, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5316, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5317, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5318, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5500, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5502, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5503, 0x06);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5504, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5505, 0x7f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5025, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5300, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5301, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5302, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5303, 0x7c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530c, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530d, 0x0c);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x530f, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5310, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5311, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5308, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5309, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5304, 0x00);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5306, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5307, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5314, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5315, 0x20);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5380, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5381, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5382, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5383, 0x1f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5384, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5385, 0x06);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5386, 0x00);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5389, 0xE1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x538A, 0x00);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5390, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5391, 0xB3);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5392, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5393, 0xA6);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5394, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5480, 0xd);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5482, 0x2a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5483, 0x49);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5484, 0x56);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5485, 0x62);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5486, 0x6c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5487, 0x76);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5488, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5489, 0x88);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x548a, 0x96);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x548b, 0xa2);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x548c, 0xb8);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x548d, 0xcc);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x548f, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5490, 0x3);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5491, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5492, 0x3);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5493, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5494, 0x2);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5495, 0xa0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5496, 0x2);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5497, 0x48);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5498, 0x2);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5499, 0x26);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x549a, 0x2);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x549b, 0xb);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x549c, 0x1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x549d, 0xee);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x549f, 0xd8);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a0, 0x1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a1, 0xc7);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a2, 0x1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a3, 0xb3);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a4, 0x1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a5, 0x90);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a6, 0x1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a7, 0x62);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a8, 0x1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54a9, 0x27);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54aa, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54ab, 0x09);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54ac, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54ad, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54ae, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54af, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54b0, 0x1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54b1, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54b2, 0x1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54b3, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54b4, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54b5, 0xf0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54b6, 0x1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x54b7, 0xdf);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5584, 0x5d);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5580, 0x06);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5587, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5588, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x558a, 0x09);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5589, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5000, 0xcf);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5800, 0x48);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5801, 0x31);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5802, 0x21);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5803, 0x1b);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5804, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5805, 0x1e);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5806, 0x29);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5807, 0x38);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5808, 0x26);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5809, 0x17);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x580a, 0x11);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x580b, 0xe);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x580f, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5810, 0x15);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5811, 0xd);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5813, 0x5);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5815, 0x5);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5819, 0xa);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x581b, 0x0);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x581f, 0x9);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5821, 0xb);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x583a, 0x27);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x585c, 0xf);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x585d, 0xa);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x585e, 0x9);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x585f, 0xd);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5860, 0xc);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5861, 0xb);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5862, 0xd);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5863, 0x7);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5864, 0x17);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5865, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5866, 0x18);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5867, 0x18);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5868, 0x16);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5869, 0x12);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x586a, 0x1b);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x586b, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x586c, 0x16);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x586d, 0x16);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x586e, 0x18);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x586f, 0x1f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5870, 0x1c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5871, 0x16);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5872, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5873, 0xf);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5874, 0x13);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5875, 0x1c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5876, 0x1e);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5877, 0x17);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5878, 0x11);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5879, 0x11);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x587a, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x587b, 0x1e);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x587c, 0x1c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x587d, 0x1c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x587e, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x587f, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5880, 0x1b);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5881, 0x1f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5882, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5883, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5884, 0x1d);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5885, 0x1e);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5886, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5887, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528a, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528b, 0x06);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528c, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528d, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528e, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528f, 0x50);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5290, 0x60);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5292, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5293, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5294, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5295, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5296, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5297, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5298, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5299, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529a, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529b, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529c, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529d, 0x28);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529e, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529f, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5282, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5680, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5681, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5682, 0x05);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5683, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5684, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5685, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5686, 0x03);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5687, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5180, 0xff);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5181, 0x52);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5182, 0x11);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5183, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5184, 0x25);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5185, 0x24);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5186, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5187, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5188, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5189, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518a, 0x60);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518b, 0xa2);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518c, 0x9c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518d, 0x36);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518e, 0x34);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518f, 0x54);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5190, 0x4c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5191, 0xf8);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5192, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5193, 0x70);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5194, 0xf0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5195, 0xf0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5196, 0x03);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5197, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5198, 0x05);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5199, 0x2f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x519a, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x519b, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x519c, 0x06);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x519d, 0xa0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x519e, 0xa0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a0f, 0x3c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a10, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a1b, 0x3c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a1e, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a11, 0x70);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3a1f, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3800, 0x1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3801, 0x50);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3802, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3803, 0x8);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3804, 0x5);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3805, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3806, 0x3);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3807, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3808, 0x3);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3809, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380a, 0x2);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380b, 0x58);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380c, 0xc);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380d, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380e, 0x3);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x380f, 0xe8);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5001, 0x7f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5680, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5681, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5682, 0x5);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5683, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5684, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5685, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5686, 0x3);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5687, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5687, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3815, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3503, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3818, 0x81); // No Mirror
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3621, 0xa7);

    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x4740, 0x21);

    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x501e, 0x2a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5002, 0x78);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x501f, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x4300, 0x61);

    return(0);
}

vitis_vision_cam プロジェクトをデバックするために dma_read4image を Vitis HLS 2020.2 で作る2

”vitis_vision_cam プロジェクトをデバックするために dma_read4image を Vitis HLS 2020.2 で作る1”の続き。

Vivado 2020.2 プロジェクトの vitis_vision_cam のデバックをするためにメモリから DMA Read して、AXI4-Stream に出力する dma_read4image を Vitis HLS 2020.2 のプロジェクトとして作成することにした。
前回は、ソースコードとテストベンチ・コードを貼って、Vitis HLS 2020.2 の dma_read4image プロジェクトを作成した。今回は、 dma_read4image プロジェクトの C シミュレーション、C コードの合成、C/RTL 協調シミュレーション、Export RTL を行う。

C シミュレーションを行った。結果を示す。


solution1/csim/build ディレクトリを見ると、 output.jpg が test2.jpg と同じということが分かった。成功だ。


C コードの合成を行った。結果を示す。



Latency は 480048 クロックだったので、問題ない。
リソース使用量は BRAM 2 個、 DSP 2 個、 FF 3463 個、 LUT 3058 個だったので、こちらも極端に多くはない。

C/RTL 協調シミュレーションを行った。結果を示す。


Latency はすべて 483648 クロックだった。これは、 483648（クロック） / 480000（ピクセル） ≒ 1.01 クロック/ピクセルなので、問題ない。

C/RTL 協調シミュレーションの全体波形を示す。


波形を拡大する。
やはり、画像の行の境目で少し wait が入っているのが分かる。


Export RTL を行った。結果を示す。


全般的に問題無さそうだ。

vitis_vision_cam プロジェクトをデバックするために dma_read4image を Vitis HLS 2020.2 で作る1

Vivado 2020.2 プロジェクトの vitis_vision_cam のデバックをするためにメモリから DMA Read して、AXI4-Stream に出力する dma_read4image を Vitis HLS 2020.2 のプロジェクトとして作成することにした。

ソースコードの dma_read4image.cpp を示す。

// dma_read4image.cpp
// 2021/05/19 by marsee
//

#include <stdint.h>
#include <ap_int.h>
#include <hls_stream.h>
#include <ap_axi_sdata.h>

int dma_read4image(volatile uint32_t *inm, hls::stream<ap_axiu<32,1,1,1> >& outs, uint16_t rows, uint16_t cols){
#pragma HLS INTERFACE s_axilite bundle=control port=inm
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=return bundle=control
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=rows bundle=control
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=cols bundle=control
#pragma HLS INTERFACE axis register_mode=both register port=outs
#pragma HLS INTERFACE m_axi depth=480000 port=inm offset=slave bundle=gmem

    ap_axiu<32,1,1,1> pix;

    LOOP_DRY: for(int y=0; y<rows; y++){
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT min=48 max=600
        LOOP_DRX: for(int x=0; x<cols; x++){
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT min=64 max=800
#pragma HLS PIPELINE II=1
            pix.data = inm[cols*y+x];

            if(y==0 && x==0)
                pix.user = 1;
            else
                pix.user = 0;

            if(x==(cols-1))
                pix.last = 1;
            else
                pix.last = 0;
            outs << pix;
        }
    }
    return(0);
}

なお、 rows と cols が uint16_t なのは、当初 uint32_t で実装したら、合成でリソース使用量が増えすぎたので、画像サイズを抑えるために uint16_t に変更した。これだと uint32_t に比べるとリソース使用量が約 1/3 になった。

テストベンチの dma_read4image_tb.cpp を示す。

// dma_read4image_tb.cpp
// 2021/05/19
//

#include <ap_int.h>
#include <hls_stream.h>
#include <ap_axi_sdata.h>
#include "opencv2/opencv.hpp"
#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
#include "opencv2/imgcodecs/imgcodecs.hpp"

int dma_read4image(volatile uint32_t *inm, hls::stream<ap_axiu<32,1,1,1> >& outs, uint16_t rows, uint16_t cols);

const char INPUT_FILE[] = "test2.jpg";
const char OUTPUT_FILE[] = "output.jpg";

int main(){
    hls::stream<ap_axiu<32,1,1,1> > outs;
    ap_axiu<32,1,1,1> pix;

    // BMPファイルをMat に読み込む
    cv::Mat img = cv::imread(INPUT_FILE);

    // ピクセルを入れる領域の確保
    std::vector<uint32_t> rd_bmp(sizeof(uint32_t)*img.cols*img.rows);
    std::vector<uint32_t> out_img(sizeof(uint32_t)*img.cols*img.rows);

    // rd_bmp にBMPのピクセルを代入
    cv::Mat_<cv::Vec3b> dst_vec3b = cv::Mat_<cv::Vec3b>(img);
    for (int y=0; y<img.rows; y++){
        for (int x=0; x<img.cols; x++){
            cv::Vec3b pixel;
            pixel = dst_vec3b(y,x);
            rd_bmp[y*img.cols+x] = (pixel[0] & 0xff) | ((pixel[1] & 0xff)<<8) | ((pixel[2] & 0xff)<<16);
            // blue - pixel[0]; green - pixel[1]; red - pixel[2];
        }
    }

    dma_read4image(&rd_bmp[0], outs, img.rows, img.cols);

    // データを out_img 領域にコピーする
    for(int y=0; y<img.rows; y++){
        for(int x=0; x<img.cols; x++){
            outs >> pix;
            out_img[y*img.cols+x] = pix.data;
        }
    }

    cv::Mat wbmpf(img.rows, img.cols, CV_8UC3);
    // wbmpf に画像を入力
    cv::Mat_<cv::Vec3b> dri_vec3b = cv::Mat_<cv::Vec3b>(wbmpf);
    for (int y=0; y<wbmpf.rows; y++){
        for (int x=0; x<wbmpf.cols; x++){
            cv::Vec3b pixel;
            pixel = dri_vec3b(y,x);
            int32_t rgb = out_img[y*wbmpf.cols+x];
            pixel[0] = (rgb & 0xff); // blue
            pixel[1] = (rgb & 0xff00) >> 8; // green
            pixel[2] = (rgb & 0xff0000) >> 16; // red
            dri_vec3b(y,x) = pixel;
        }
    }

    // 画像ファイルへ出力する
    cv::imwrite(OUTPUT_FILE, wbmpf);

    return(0);
}

Vitis HLS 2020.2 の dma_read4image プロジェクトを示す。


Zynq なので、AXI4 Master のアドレスは 32 ビットに変更する。
Solution メニューから Solution Settings... を選択する。
config_interface を展開して、 m_axi_addr64 のチェックを外す。


次に OpenCV の設定を行う。
Project メニューから Project Settings... を選択する。
Project Settings (dma_read4image) ダイアログが開く。
左のペインで Simulation を選択する。


TestBench Files の dma_read4image_tb.cpp の CFLAGS に以下の設定を行った。

-I/usr/local/include

絶対パスで書いても、相対パスに直されてしまう。

Linker Flags に

-L/usr/local/lib -lopencv_core -lopencv_imgcodecs -lopencv_imgproc

を設定した。

MNIST_CNN_Z7_OV5642vfd を Vivado 2020.2 で確かめる

”MNIST_CNN_Z7_OV5642vfd_183 を Vivado 2018.3 で確かめる”で ZYBO Z7-20 で OV5642 を使用した画像表示システムが動作するのを確認した。それじゃ Vivado 2020.2 では動作するのだろうか？ということで、Vivado 2019.2 を間に挟んで、アップグレードして行ったところ、無事にVivado 2020.2 でも動作した。
更に、Vivado 2020.2 でカメラ・インターフェースやその先の AXI4-Stream と vfilp_dma_write IP の AXI4 Master を Debug に指定して ILA デフォルト・ダッシュボード画面で確認してみよう。

MNIST_CNN_Z7_OV5642vfd_183 フォルダの MNIST_CNN_Z7_OV5642 プロジェクトは Vivado 2018.3 のプロジェクトなので、MNIST_CNN_Z7_OV5642vfd_183 フォルダをコピーして、 MNIST_CNN_Z7_OV5642vfd_192 フォルダに名前を変更した。

Vivado 2019.2 を起動して、MNIST_CNN_Z7_OV5642vfd_192 フォルダの MNIST_CNN_Z7_OV5642 プロジェクトを読み込んでアップグレードし、論理合成、インプリメンテーション、ビットストリームの生成を行って、ハードウェアをエクスポートした。Vitis 2019.2 でプラットフォームとアプリケーション・プロジェクトを作成し、コンパイルして、ZYBO Z7-20 で確かめたところ問題なくカメラ画像が表示できた。

次に同様に、Vivado 2020.2 でもやってみたが、こちらも問題なくカメラ画像が表示できた。

Vivado 2020.2 の MNIST_CNN_Z7_OV5642 プロジェクトの波形を見てみようということで、カメラ・インターフェースやその先の AXI4-Stream と vfilp_dma_write IP の AXI4 Master を Debug に指定した。
ブロックデザインの camera_interface モジュールを示す。


mt9d111_inf_axis_0 の m_axis と vflip_dma_write_0 の ins 、それに vflip_dma_write_0 の m_axi_gmem に Debug を指定した。

ブロックデザインを示す。 system_ila が追加されている。


これで、論理合成、インプリメンテーションビットストリームを生成した。結果を示す。


ハードウェアをエクスポートし、 Vitis 2020.2 を立ち上げた。
プラットフォームとアプリケーション・プロジェクトを作成し、ソースコードをインポートしてビルドし、成功した。


”ZYNQ で PS のクロックを使用している場合に Vivado ロジック解析機能を使用する"を参照して、デバックを行った。

BASIC ONLY トリガで カメラ・インターフェースのAXI4-Stream の TVALID の Rise でトリガかけた結果の波形を示す。


ADVANCED ONLY トリガで、600 行目を見た。画像の最後の行だ。

state wait_for_Nth_AXI4S_OK_of_mt9d111_inf:
    if ((MNIST_CNN_Z7_i/system_ila_0/inst/net_slot_1_axis_tvalid == 1'b1) && 
        (MNIST_CNN_Z7_i/system_ila_0/inst/net_slot_1_axis_tlast == 1'b1) && 
        (MNIST_CNN_Z7_i/system_ila_0/inst/net_slot_1_axis_tready == 1'b1) && 
        ($counter0 == 16'h0257)) then
        reset_counter $counter0;
        trigger;
    elseif ((MNIST_CNN_Z7_i/system_ila_0/inst/net_slot_1_axis_tvalid == 1'b1) && 
        (MNIST_CNN_Z7_i/system_ila_0/inst/net_slot_1_axis_tlast == 1'b1) && 
        (MNIST_CNN_Z7_i/system_ila_0/inst/net_slot_1_axis_tready == 1'b1)) then
        increment_counter $counter0;
        goto wait_for_Nth_AXI4S_OK_of_mt9d111_inf;
    else
        goto wait_for_Nth_AXI4S_OK_of_mt9d111_inf;
    endif

$counter0 == 16'h0258（601行目）から $counter0 == 16'h03D7 までは、TUSER が 1 にならないので square_frame_gen （Slot0）がAXI4-Stream を読み飛ばしているのが分かる。


$counter0 == 16'h03D8 （９８５行目）で TUSER が 1 になって、フレームがスタートするようだ。


なお、カメラ画像は問題なく表示されている。

MNIST_CNN_Z7_OV5642vfd_183 を Vivado 2018.3 で確かめる

Vivado 2020.2 で作成した vitis_vision_cam プロジェクトが動作しないので、以前、”ZYBO Z7-20でのMNISTの実装にOV5642を使用する3”で作成した MNIST_CNN_Z7_OV5642vfd_183 を試してみることにした。

Vivado 2018.3 で MNIST_CNN_Z7_OV5642vfd_183 ディレクトリの MNIST_CNN_Z7_OV5642 プロジェクトを開いた。


ブロックデザインを開いた。


camera_interface モジュールを開いた。


PL Fabric Clocks の設定を開いた。


Address Editor を開いた。


SDK を開いた。


ZYBO Z7-20 の電源を入れて、gtk_term を起動した。
FPGA をコンフィギュレーションし、アプリケーション・ソフトウェアを起動した。
gtk_term の様子を示す。


カメラ画像がディスプレイに表示された。


MNIST_CNN_Z7_OV5642vfd_183 では、 OV5642 のカメラ画像が問題なくディスプレイに表示されることが分かった。
vitis_vision_cam プロジェクトだとカメラ・インターフェースの AXI4-Stream 出力が無くなってしまうのだが、何処が悪いのだろうか？

ILA デフォルト・ダッシュボードの ADVANCED トリガ・モードを使用して、バグを確かめる

”ILA デフォルト・ダッシュボードの ADVANCED トリガ・モードを使用する”を使用して、 OV5642 カメラの行を見ていったが、画面の最後の行まで見ることができなかった。今回は、 trigger state machine ファイルを変更して、その先で、どうして出力されなくなるか？を見ていこう。

最初に $counter0 と $counter1 を使用して、 32 ビット幅のカウンタにしようとしたが、できなかった。まだ、トリガ・ステートマシン・ファイルに慣れていないのかも知れない？
次に、tlast をカウントすれば良いのでは？ということで、カウントして、表示した。その際の Trigger position in window は 3800 にした。
トリガ・ステートマシン・ファイルを示す。

state wait_for_Nth_AXI4S_OK_of_mt9d111_inf:
    if ((vv_cam_bd_i/system_ila_1/inst/net_slot_1_axis_tvalid == 1'b1) && 
        (vv_cam_bd_i/system_ila_1/inst/net_slot_1_axis_tlast == 1'b1) && 
        (vv_cam_bd_i/system_ila_1/inst/net_slot_1_axis_tready == 1'b1) && 
        ($counter0 == 16'h0000)) then
        reset_counter $counter0;
        trigger;
    elseif ((vv_cam_bd_i/system_ila_1/inst/net_slot_1_axis_tvalid == 1'b1) && 
        (vv_cam_bd_i/system_ila_1/inst/net_slot_1_axis_tlast == 1'b1) && 
        (vv_cam_bd_i/system_ila_1/inst/net_slot_1_axis_tready == 1'b1)) then
        increment_counter $counter0;
        goto wait_for_Nth_AXI4S_OK_of_mt9d111_inf;
    else
        goto wait_for_Nth_AXI4S_OK_of_mt9d111_inf;
    endif

これでキャプチャした ILA デフォルト・ダッシュボードの波形を示す。


このトリガ・ステートマシン・ファイルで

$counter0 == 16'h0258

にしてみた。つまり、601 行目ということで 2 画面目になる。


何と tuser が出ていない。よって、 random_noise_gen から出力されていない。画像フレームのスタートとみなされないからだ。

それじゃ tuser は出ているのか？ということで、tuser をカウントするトリガ・ステートマシン・ファイルを作成した。
もう 1 番目の tuser は見飽きているので、 2 番目の tuser でトリガした。

state wait_for_Nth_AXI4S_OK_of_mt9d111_inf:
    if ((vv_cam_bd_i/system_ila_1/inst/net_slot_1_axis_tuser == 1'b1) && 
        (vv_cam_bd_i/system_ila_1/inst/net_slot_1_axis_tready == 1'b1) && 
        ($counter0 == 16'h0001)) then
        reset_counter $counter0;
        trigger;
    elseif ((vv_cam_bd_i/system_ila_1/inst/net_slot_1_axis_tuser == 1'b1) && 
        (vv_cam_bd_i/system_ila_1/inst/net_slot_1_axis_tready == 1'b1)) then
        increment_counter $counter0;
        goto wait_for_Nth_AXI4S_OK_of_mt9d111_inf;
    else
        goto wait_for_Nth_AXI4S_OK_of_mt9d111_inf;
    endif

これでキャプチャした ILA デフォルト・ダッシュボードの波形を示す。2 番目の tuser もある。


それじゃ何処でダメになってしまうのか？

$counter0 == 16'h000B

を見てみると、tuser はあってトリガもかかるのだが、 4000 クロックあっても tlast も見えないし、データも一定になってる


ちなみに $counter0 == 16'h0009 までは、12 番目（$counter0 == 16'h000B）と同様の波形だった。
$counter0 == 16'h000C はトリガがかからない。

$counter0 == 16'h0008

は正常に見える。


不可解なバグだが、何処が悪いのか？さっぱり分からない？ので、以前、作成したプロジェクトが今でも本当に動作するか？を見てみたい。

ILA デフォルト・ダッシュボードの ADVANCED トリガ・モードを使用する

”ZYNQ で PS のクロックを使用している場合に Vivado ロジック解析機能を使用する”では、最初の 1 行しか見ることができない。。。orz
そこで、ILA デフォルト・ダッシュボードの ADVANCED トリガ・モードを使用して、その後の行まで見てみよう。

ILA デフォルト・ダッシュボードの ADVANCED トリガ・モードについては、”Vivado Design Suite ユーザーガイド プログラムおよびデバッグ UG908 (v2020.1) 2020 年 6 月 3 日”の 162 ページの”ADVANCED トリガー モードの使用”に書いてある。それによると、トリガー ステート マシン スクリプトを書いて、ILA のトリガーをスクリプトから制御できるとのことだ。

チュートリアルは”Vivado Design Suite チュートリアル プログラムおよびデバッグ UG936 (v2019.2) 2019 年 12 月 10 日”の 132 ページの”手順 3: AXI 読み出しトランザクションでトリガーするための ILA アドバンスド トリガー機能の使用”にある。

Trigger State Machine の書き方の見本は、Viavdo の Tools メニューから Language Templates を選択して出てくる Language Templates ダイアログの Debug -> Trigger State Machine にある。今回の Trigger State Machine はそのうちの Trigger on 4th Rising Edge of Debug Probe を参照した。


最初に system_ila を Advanced Trigger 対応にする。
system_ila_1 をダブルクリックする。


Trigger And Storage Settings で Advanced Trigger にチェックを入れる。ついでに、 Capture Control にもチェックを入れておいた。


論理合成、インプリメンテーション、ビットストリームの生成を行って、ハードウェアをエクスポートした。
Vitis でプロットフォームのプロジェクトを右クリックし、右クリックメニューから Update Hardware Specification を選択して、アップデートする。
アプリケーション・プロジェクトをビルドする。
”ZYNQ で PS のクロックを使用している場合に Vivado ロジック解析機能を使用する”に従って設定を行うのだが、 ILA デフォルト・ダッシュボード画面の Trigger Mode Settings の Trigger mode を ADVANCED_ONLY に設定する。

Trigger setup に Create new trigger state machine が出てくるのでそれをクリックして trigger state machine ファイルを生成すれば良いそうだ。私は違う手順を踏んでしまったが。。。

trigger state machine ファイルの vitis_vision_cam.tsm を示す。

state wait_for_Nth_AXI4S_OK_of_mt9d111_inf:
    if ((vv_cam_bd_i/system_ila_1/inst/net_slot_1_axis_tvalid == 1'b1) && 
        (vv_cam_bd_i/system_ila_1/inst/net_slot_1_axis_tready == 1'b1) && 
        ($counter0 == 16'h0000)) then
        reset_counter $counter0;
        trigger;
    elseif ((vv_cam_bd_i/system_ila_1/inst/net_slot_1_axis_tvalid == 1'b1) && 
            (vv_cam_bd_i/system_ila_1/inst/net_slot_1_axis_tready == 1'b1)) then
        increment_counter $counter0;
        goto wait_for_Nth_AXI4S_OK_of_mt9d111_inf;
    else
        goto wait_for_Nth_AXI4S_OK_of_mt9d111_inf;
    endif

mt9d111_inf_axis の tvalid & tready が 1 の時の回数をカウントして、 2 行目だったら、800 = 16'h0320 なので、2 行目を見ることができる。最初は 0 に設定して、最初の行を見てみよう。


Run trigger for this ILS core ボタンをクリックする。

Vitis の Resume ボタンをクリックして、アプリケーション・ソフトウェアを走らせる。

すると最初の行のトランザクションが表示される。
アドレスは、 0x1015efe0 だった。


次に

$counter0 == 16'h0320

にした。 2 行目だ。
最初のアドレスは 0x1015e640 だった。


次に

$counter0 == 16'hFD20

にした。 ８１ 行目だ。
最初のアドレスは 0x1012f840 だった。


最後の行が見えていないので、16 ビットカウンタを 2 個連結したい。

ZYNQ で PS のクロックを使用している場合に Vivado ロジック解析機能を使用する

”Vitis Vision Library でカメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力する11（vitis_vision_cam その3）”のデバックしているが、ZYNQ で ZYNQ Processing System7 コアを使用して、PS のクロックを使用している場合の Vivado ロジック解析機能の使用方法を書いておく。

Vitis でアプリケーション・ソフトウェアを起動しないと、PS のクロックが出力されない。
PS の初期化ソフトウェアが起動すれば良いので、Vitis のアプリケーション・ソフトウェアをデバックモードで起動して、ビットファイルをZYNQ にダウンロードして、初期化ソフトウェアを起動する。


アプリケーション・ソフトウェアの先頭番地にポインタが来るので、ここで止まっている。


Vivado の左端の Flow Navigator の PROGRAM AND DEBUG -> Open Hardware Manager -> Open Target をクリックして Auto Connect を選択してデバック画面を出す。
Vitis で初期化ソフトウェアを起動しているので、PS からクロックが出力されているので問題なく ILA デフォルト・ダッシュボード画面が表示される。

Run trigger for this ILS core ボタンをクリックする。（Vitis でデバックモードで起動した後でないとビットファイルをダウンロードしちゃうので、トリガが待ちが解除されてしまう）
キャプチャがスタートする。


Vitis の Resume ボタンをクリックして、アプリケーション・ソフトウェアを走らせる。


ILA デフォルト・ダッシュボード画面に波形が表示される。

Vitis Vision Library でカメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力する11（vitis_vision_cam その3）

”Vitis Vision Library でカメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力する10（vitis_vision_cam その2）”の続き。

これまで作ってきた IP をつないで、Vitis Vision Library 2020.2 を使用して、カメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力するため、前回は、Vitis 2020.2 を起動してプラットフォームを作成し、アプリケーション・プロジェクトを作成し、アプリケーション・ソフトウェアを作成して ZYBO Z7-20 で実機検証したところ、画像が表示されなかった。今回は、Vivado Analyzer を使用してデバックを行う。

AXI4 インターフェースと AXI4-Stream インターフェースの配線を選択して、右クリックし、右クリックメニューから Debug を選んで System ila を追加した。


Vitis からアプリケーション・ソフトウェアを Run して、Vivado Analyzer で見たところ、カメラ・インターフェースの mt9d111_inf_axis の AXI4-Stream が止まっていた。TVALID は 1 になっていて、TREADY が 0 のままだったので、これは後ろの random_noise_gen 以下が悪いのかも知れない？


ビデオ信号は問題なく出ているようだが、カメラ・インターフェースが止まっているので、表示は黒いのだろう。


Vivado Analyzer のトリガを mt9d111_inf_axis の TVALID の立ち上がりにセットしてから、Vitis をデバックモードにして、最初のコードで停止している状態で Resume をクリックしてトリガを掛けると立ち上がりは mt9d111_inf_axis も random_noise_gen も動作しているようだ。何処で止まっちゃうんだろうか？




system_ila のメモリを 1024 から 4096 にしてやってみよう。
Vivado Analyzer の全体波形を示す。


最初を拡大すると TUSER が 1 になっている。


TLAST も良さそうだ。


何処が悪いのだろうか？

Vitis Vision Library でカメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力する10（vitis_vision_cam その2）

”Vitis Vision Library でカメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力する9（vitis_vision_cam その1）”の続き。

前回は、これまで作ってきた IP をつないで、Vitis Vision Library 2020.2 を使用して、カメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力するため Vivado 2020.2 プロジェクトの vitis_vision_cam を作成した。そして、論理合成、インプリメンテーション、ビットストリームの生成を行って、ハードウェアをエクスポートした。今回は、Vitis 2020.2 を起動してプラットフォームを作成し、アプリケーション・プロジェクトを作成し、アプリケーション・ソフトウェアを作成して ZYBO Z7-20 で実機検証する。

まずは、Vitis 2020.2 で、 vv_cam_bd_wrapper プラットフォームと vitis_vision_cam アプリケーション・プロジェクトを作成した。
更に vitis_vision_cam アプリケーション・ソフトウェアを作成した。


ビルドしたら vitis_vision_cam.elf が生成された。

ZYBO Z7-20 の PMOD JC と JD に OV5642 カメラを取り付けて、電源ON して Vitis で Run を行った。
gtkterm を起動したところプロンプトが出たが、ディスプレイ画面は暗いままで表示されなかった。画像は出力されているようだが、カメラ画像は表示できていないようだ。


次からデバックする。

現状の vitis_vision_cam.c を貼っておく。

// vitis_vision_cam.c
// 2021/05/11 by marsee
//

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include "xil_io.h"
#include "xparameters.h"

#include "xaxis2xf8uc3vflip.h"
#include "xmedian_blur_accel.h"
#include "xrandom_noise_gen.h"
#include "xxf_8uc3_2axis.h"

#define ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR   0x10000000
#define FILTER_XF_8UC3_ADDR     0x10200000

#define HORIZONTAL_PIXELS   800
#define VERTICAL_LINES      600

void cam_i2c_init(volatile unsigned *ov5642_axi_iic) {
    ov5642_axi_iic[64] = 0x2; // reset tx fifo ,address is 0x100, i2c_control_reg
    ov5642_axi_iic[64] = 0x1; // enable i2c
}

void cam_i2x_write_sync(void) {
    // unsigned c;

    // c = *cam_i2c_rx_fifo;
    // while ((c & 0x84) != 0x80)
    // c = *cam_i2c_rx_fifo; // No Bus Busy and TX_FIFO_Empty = 1
    usleep(1000);
}

void cam_i2c_write(volatile uint32_t *ov5642_axi_iic, uint32_t device_addr, uint32_t write_addr, uint32_t write_data){
    ov5642_axi_iic[66] = 0x100 | (device_addr & 0xfe); // Slave IIC Write Address, address is 0x108, i2c_tx_fifo
    ov5642_axi_iic[66] = (write_addr >> 8) & 0xff;  // address upper byte
    ov5642_axi_iic[66] = write_addr & 0xff;           // address lower byte
    ov5642_axi_iic[66] = 0x200 | (write_data & 0xff);      // data
    cam_i2x_write_sync();
}

int main(){
    XAxis2xf8uc3vflip XAxis2xf8uc3vflip_ap;
    XRandom_noise_gen XRandom_noise_gen_ap;
    XMedian_blur_accel XMedian_blur_accel_ap;
    XXf_8uc3_2axis XXf_8uc3_2axis_ap;
    int inbyte_in;

    XAxis2xf8uc3vflip_Initialize(&XAxis2xf8uc3vflip_ap, 0);
    XRandom_noise_gen_Initialize(&XRandom_noise_gen_ap, 0);
    XMedian_blur_accel_Initialize(&XMedian_blur_accel_ap, 0);
    XXf_8uc3_2axis_Initialize(&XXf_8uc3_2axis_ap, 0);

    XAxis2xf8uc3vflip_Set_rows(&XAxis2xf8uc3vflip_ap, (u32)VERTICAL_LINES);
    XAxis2xf8uc3vflip_Set_cols(&XAxis2xf8uc3vflip_ap, (u32)HORIZONTAL_PIXELS);
    XRandom_noise_gen_Set_rows(&XRandom_noise_gen_ap, (u32)VERTICAL_LINES);
    XRandom_noise_gen_Set_cols(&XRandom_noise_gen_ap, (u32)HORIZONTAL_PIXELS);
    XRandom_noise_gen_Set_ratio(&XRandom_noise_gen_ap, (u32)256); // 1 in 256 random noise
    XRandom_noise_gen_Set_on_off(&XRandom_noise_gen_ap, (u32)0); // 1 - on, others - off
    XMedian_blur_accel_Set_rows(&XMedian_blur_accel_ap, (u32)VERTICAL_LINES);
    XMedian_blur_accel_Set_cols(&XMedian_blur_accel_ap, (u32)HORIZONTAL_PIXELS);
    XXf_8uc3_2axis_Set_rows(&XXf_8uc3_2axis_ap, (u32)VERTICAL_LINES);
    XXf_8uc3_2axis_Set_cols(&XXf_8uc3_2axis_ap, (u32)HORIZONTAL_PIXELS);

    XAxis2xf8uc3vflip_Set_p_dst(&XAxis2xf8uc3vflip_ap, (u32)ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR);
    XMedian_blur_accel_Set_img_in(&XMedian_blur_accel_ap, (u32)ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR);
    XMedian_blur_accel_Set_img_out(&XMedian_blur_accel_ap, (u32)FILTER_XF_8UC3_ADDR);
    XXf_8uc3_2axis_Set_p_src(&XXf_8uc3_2axis_ap, (u32)ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR);

    // axis28uc8vflip start
    XAxis2xf8uc3vflip_Start(&XAxis2xf8uc3vflip_ap);
    XAxis2xf8uc3vflip_EnableAutoRestart(&XAxis2xf8uc3vflip_ap);

    // random_noise_gen start
    XRandom_noise_gen_Start(&XRandom_noise_gen_ap);
    XRandom_noise_gen_EnableAutoRestart(&XRandom_noise_gen_ap);

    // CMOS Camera initialize, ov5642
    cam_i2c_init((volatile unsigned *)XPAR_AXI_IIC_0_BASEADDR);
    cam_reg_set((volatile uint32_t *)(XPAR_AXI_IIC_0_BASEADDR), (uint32_t)0x78); // OV5642 register set
    Xil_Out32(XPAR_MT9D111_INF_AXIS_0_BASEADDR, ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR); // ov5642 AXI4-Stream Start
    Xil_Out32((XPAR_MT9D111_INF_AXIS_0_BASEADDR+4), 0);

    // bitmap_disp_cont_axis start
    Xil_Out32(XPAR_BITMAP_DISP_CONT_AXIS_0_BASEADDR, ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR); // dummy address, start

    // xf_8uc3_2axis start
    XXf_8uc3_2axis_Start(&XXf_8uc3_2axis_ap);
    XXf_8uc3_2axis_EnableAutoRestart(&XXf_8uc3_2axis_ap);

    while(1){
        printf("\nPlease input <0>,<1>,<2>\n");
        printf("<0> - Original image, no noise, <1> - Original image, with noise\n");
        printf("<2> - median filter, no noise,  <3> - median filter, with noise\n");
        printf("(<q> : exit) = ");
        fflush(stdout);
        inbyte_in = inbyte();
        printf("%c", inbyte_in);
        fflush(stdout);
        switch(inbyte_in) {
            case '0': // Original image, no noise
                XRandom_noise_gen_Set_on_off(&XRandom_noise_gen_ap, (u32)0); // 1 - on, others - off
                XXf_8uc3_2axis_Set_p_src(&XXf_8uc3_2axis_ap, (u32)ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR);
                XMedian_blur_accel_DisableAutoRestart(&XMedian_blur_accel_ap);
                break;
            case '1': // Original image, with noise
                XRandom_noise_gen_Set_on_off(&XRandom_noise_gen_ap, (u32)1); // 1 - on, others - off
                XXf_8uc3_2axis_Set_p_src(&XXf_8uc3_2axis_ap, (u32)ORG_PICT_XF_8UC3_ADDR);
                XMedian_blur_accel_DisableAutoRestart(&XMedian_blur_accel_ap);
                break;
            case '2': // median filter, no noise
                XRandom_noise_gen_Set_on_off(&XRandom_noise_gen_ap, (u32)0); // 1 - on, others - off
                XXf_8uc3_2axis_Set_p_src(&XXf_8uc3_2axis_ap, (u32)FILTER_XF_8UC3_ADDR);
                XMedian_blur_accel_Start(&XMedian_blur_accel_ap);
                XMedian_blur_accel_EnableAutoRestart(&XMedian_blur_accel_ap);
                break;
            case '3': // median filter, with nois
                XRandom_noise_gen_Set_on_off(&XRandom_noise_gen_ap, (u32)1); // 1 - on, others - off
                XXf_8uc3_2axis_Set_p_src(&XXf_8uc3_2axis_ap, (u32)FILTER_XF_8UC3_ADDR);
                XMedian_blur_accel_Start(&XMedian_blur_accel_ap);
                XMedian_blur_accel_EnableAutoRestart(&XMedian_blur_accel_ap);
                break;
            case 'q': // quit
                return(0);
        }
    }
}

int cam_reg_set(volatile uint32_t *axi_iic, uint32_t device_addr){
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3103, 0x93);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3008, 0x82);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5391, 0xab);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5392, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5393, 0xa2);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5394, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5480, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5481, 0x21);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5482, 0x36);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5483, 0x57);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5484, 0x65);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5485, 0x71);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5486, 0x7d);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5490, 0x05);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5493, 0x20);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5496, 0x02);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5192, 0x04); // 0x04
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5191, 0xf8); // 0xf8
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5193, 0x70);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5194, 0xf0);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5184, 0x25);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5184, 0x25);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5185, 0x24);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5580, 0x02); // 0x02
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3702, 0x10);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5310, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5311, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5308, 0x20);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5306, 0x00);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5803, 0x1b);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5804, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5805, 0x1e);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5806, 0x29);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5807, 0x38);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5808, 0x26);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5809, 0x17);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x580a, 0x11);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5810, 0x15);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5813, 0x5);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5814, 0x4);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5815, 0x5);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5816, 0x9);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x581b, 0x0);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x581d, 0x1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x581e, 0x6);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x581f, 0x9);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5820, 0x12);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5821, 0xb);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5822, 0x4);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5823, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5824, 0x0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5825, 0x1);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5826, 0x6);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5827, 0xa);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5828, 0x17);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5829, 0xf);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x582b, 0x6);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x582d, 0x6);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x582e, 0xa);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5830, 0x28);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5831, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5832, 0x11);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5833, 0xe);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5836, 0x15);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5837, 0x1d);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5838, 0x6e);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x583b, 0x1f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x583c, 0x1e);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x583d, 0x23);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x583e, 0x2f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x583f, 0x41);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5840, 0xe);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x584e, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x584f, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5850, 0x11);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5851, 0xa);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5857, 0xa);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5864, 0x17);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5865, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5866, 0x18);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5867, 0x18);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5868, 0x16);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5869, 0x12);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x586a, 0x1b);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x586b, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x586c, 0x16);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x586d, 0x16);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x586e, 0x18);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x586f, 0x1f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5870, 0x1c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5871, 0x16);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5872, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5873, 0xf);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5875, 0x1c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5876, 0x1e);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5877, 0x17);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5878, 0x11);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5879, 0x11);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x587a, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x587b, 0x1e);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x587c, 0x1c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x587d, 0x1c);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x587e, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x587f, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5880, 0x1b);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5881, 0x1f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5882, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5883, 0x1a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5884, 0x1d);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528b, 0x06);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528c, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528d, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528e, 0x40);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x528f, 0x50);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5290, 0x60);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5292, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5293, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5294, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5295, 0x04);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5296, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5297, 0x08);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5298, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5299, 0x10);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529a, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529b, 0x20);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529c, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529d, 0x28);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529e, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x529f, 0x30);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5282, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5680, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5681, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5682, 0x05);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5683, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5684, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5685, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5686, 0x03);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5180, 0xff);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5182, 0x11);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5183, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5184, 0x25);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5185, 0x24);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5186, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5187, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5188, 0x14);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5189, 0x80);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518a, 0x60);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518c, 0x9c);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x518e, 0x34);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5196, 0x03);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5197, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5198, 0x05);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5199, 0x2f);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x519a, 0x04);
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    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5687, 0xc0);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3815, 0x02);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3503, 0x00);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3818, 0x81); // No Mirror
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x3621, 0xa7);

    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x4740, 0x21);

    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x501e, 0x2a);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x5002, 0x78);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x501f, 0x01);
    cam_i2c_write(axi_iic, device_addr, 0x4300, 0x61);

    return(0);
}

Vitis Vision Library でカメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力する9（vitis_vision_cam その1）

”Vitis Vision Library でカメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力する8（aixs2xf8uc3 IP その4）”の続き。

これまで作ってきた IP をつないで、Vitis Vision Library 2020.2 を使用して、カメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力するため Vivado 2020.2 プロジェクトの vitis_vision_cam を作成する。
カメラには OV5642 を使用する。

全体のブロック図をもう一度、下に示す。


ただし、 axis2xf8uc3 は axis2xf8uc3vflip に変更した。

関連する IP の URL を貼っておく。
”Vitis Vision Library でカメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力する2（axis2xf8uc3 IP その１）”
”Vitis Vision Library でカメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力する5（random_nise_gen その1）”
”axis2xf8uc3vflip IP を Vitis HLS 2020.2 で作成する1”
”AXI4-Stream 出力 xf_8uc3_2axis IP を Vitis HLS 2020.2 で作成する1"
"カメラ－AXI4-Stream出力IPの作製3（論理合成用HDLソースの公開）"

Vivado 2020.2 で viits_vision_cam プロジェクトを作成した。


vv_cam_bd ブロックデザインを作成した。


クロックの設定状況を示す。
AXI4 インターフェース関連が FCLK_CLK0 の 100 MHz、SVGA のピクセル・クロックが FCLK_CLK1 の 40 MHz、カメラのクロックが 24 MHz となっている。


Address Map を示す。


制約ファイルの vitis_vision_cam.xdc を示す。

set_property PACKAGE_PIN H16 [get_ports TMDS_Clk_p_0]
set_property PACKAGE_PIN D19 [get_ports {TMDS_Data_p_0[0]}]
set_property PACKAGE_PIN C20 [get_ports {TMDS_Data_p_0[1]}]
set_property PACKAGE_PIN B19 [get_ports {TMDS_Data_p_0[2]}]

set_property IOSTANDARD TMDS_33 [get_ports TMDS_Clk_p_0]
set_property IOSTANDARD TMDS_33 [get_ports {TMDS_Data_p_0[2]}]
set_property IOSTANDARD TMDS_33 [get_ports {TMDS_Data_p_0[1]}]
set_property IOSTANDARD TMDS_33 [get_ports {TMDS_Data_p_0[0]}]

set_property PACKAGE_PIN T14 [get_ports {cam_data[7]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {cam_data[7]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {cam_data[6]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {cam_data[5]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {cam_data[4]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {cam_data[3]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {cam_data[2]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {cam_data[1]}]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports {cam_data[0]}]
set_property PACKAGE_PIN U14 [get_ports {cam_data[6]}]
set_property PACKAGE_PIN T15 [get_ports {cam_data[5]}]
set_property PACKAGE_PIN U15 [get_ports {cam_data[4]}]
set_property PACKAGE_PIN P14 [get_ports {cam_data[3]}]
set_property PACKAGE_PIN V17 [get_ports {cam_data[2]}]
set_property PACKAGE_PIN R14 [get_ports {cam_data[1]}]
set_property PACKAGE_PIN V18 [get_ports {cam_data[0]}]

set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports iic_scl_io]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports iic_sda_io]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports href]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports pclk]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports standby]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports vsync]
set_property IOSTANDARD LVCMOS33 [get_ports xck]
set_property PACKAGE_PIN V15 [get_ports iic_scl_io]
set_property PACKAGE_PIN W14 [get_ports iic_sda_io]
set_property PACKAGE_PIN W15 [get_ports vsync]
set_property PACKAGE_PIN Y14 [get_ports href]
set_property PACKAGE_PIN T11 [get_ports standby]
set_property PACKAGE_PIN T10 [get_ports pclk]
set_property PACKAGE_PIN U12 [get_ports xck]

set_property CLOCK_DEDICATED_ROUTE FALSE [get_nets pclk_IBUF]

set_property PULLUP true [get_ports iic_scl_io]
set_property PULLUP true [get_ports iic_sda_io]

これで、論理合成、インプリメンテーション、ビットストリームの生成を行った。
Project Summary を示す。


ハードウェアをエクスポートして、XSA ファイルを出力した。

AXI4-Lite インターフェースの I2C Master Core を使用して 3 軸加速度度センサーの値を収集する3

”AXI4-Lite インターフェースの I2C Master Core を使用して 3 軸加速度度センサーの値を収集する2”の続き。

前回は、クロック・ストレッチング付きの i2cm_axi4ls IP を使った回路で、３軸加速度センサーのデータを受け取ることができた。今回は、ストロベリーリナックスさんの”LTC4331 絶縁型I2C延長モジュール(2個セット) ”を使って、I2C を 15m 延長する。

配線の様子を示す。


I2C 延長側の３軸加速度センサーの I2C の波形を示す。スレーブ側は約 1 MHz で、マスタ側が 430 KHz 程度なので、スレーブ側（３軸加速度センサー側）はクロック・ストレッチングされているようだが、LTC4331（マスタ）側でやっているので、スレーブの 3 軸加速度センサーにとっては、通常の I2C と変わりが無いと思う。下が SCK で上が SDA だ。


拡大する。
SCK の最後の 2 山の間隔が短いのが分かると思う。


今度は ZYBO Z7-20 のマスタ側の波形を見る。こちらは約 430 KHz なので、クロック・ストレッチングの様子は見えない。
スレーブ側が速いのでクロック・ストレッチングする必要がないためだと思う。


拡大する。


なお、プルアップ抵抗はマスタ側、スレーブ側共に 1 KΩとなっている。

15m のケーブルを付けて 8 時間連続運転したが、問題なく通信できていた。

axis2xf8uc3vflip IP を Vitis HLS 2020.2 で作成する3

”axis2xf8uc3vflip IP を Vitis HLS 2020.2 で作成する1”で、vflip の axis2xf8uc8 は dma_write 関数の for ループの PIPELINE 指示子に rewind オプションを付加すると”Vitis Vision Library でカメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力する8（aixs2xf8uc3 IP その4）”の様にリソース使用量が 8 倍以上になってしまったのだが、その原因を追求することにした。

まずは、 dma_write 関数の for ループの PIPELINE 指示子をディレクティブ・ファイルに変更して、 solution1 が rewind オプションを付けない場合とした。


solution2 を rewind オプションを付けた場合とした。


solution2 も C コードの合成を行って、ソリューションごとの比較を行った。


min のレイテンシは、solution1 の方が小さいが、max のレイテンシは solution2 の方が小さい。
FF 、 LUT の使用量は圧倒的に solution2 の方が大きい。

solution1 の syn/verilog のファイルを示す。


solution2 の syn/verilog のファイルの一部を示す。


axis2xf8uc3vflip_mul_32ns_31ns_63_2_1.v と axis2xf8uc3vflip_urem_63ns_31ns_63_67_1.v が増えているようだ。

axis2xf8uc3vflip_mul_32ns_31ns_63_2_1.v のコードの一部を示す。
乗算器のようだ。


axis2xf8uc3vflip_urem_63ns_31ns_63_67_1.v のコードの一部を示す。
割り算器のようだ。


Analysis 画面でリソース使用量を調べる。
全体だと dma_write 関数のリソース使用量が多い。


dma_write 関数内でのリソース使用量を調べた。
urem_63ns_31ns_63_67_1 が 2 個インスタンスされていて、リソース使用量増加のほとんどを占めているのが分かった。


それじゃ何で、axis2xf8uc3vflip_urem_63ns_31ns_63_67_1.v が作られて呼ばれているのか？を調べようとして C/RTL 協調シミュレーションを solution2 でやってみたのだが、シミュレーションで urem_63ns_31ns_63_67_1 がどのように使用されているか？を確認しようとした。
C/RTL 協調シミュレーションを soluiton2 でやると、32 GB の Ubuntu マシンのメモリを食いつぶして、Ubuntu 18.04 パソコンの反応が極端に遅くなってしまう。解析は無理のようだ。ということであきらめた。。。orz

（追加）
Vitis HLS でやっているが、それじゃ Vivado HLS はどうなんだろう？ということで、Vivado HLS 2019.2 で同様にやってみた。
結果を示す。


Vivado HLS 2019.2 だと Vitis HLS 2020.2 の結果とリソース使用量が逆転してる。
solution1 が極端にリソース使用量が大きく、 solution2 はリソース使用量が少ない。

なお、ソースコードはほぼ同一だが、AXI4-Stream の指示子だけエラーがでたので、Vivado HLS 用に変更してある。

axis2xf8uc3vflip IP を Vitis HLS 2020.2 で作成する2

”axis2xf8uc3vflip IP を Vitis HLS 2020.2 で作成する1”の続き。

AXI4-Stream の画像データを XF8UC3 に変換して、画像の上下を入れ替えてDMA する axis2xf8uc3vflip IP を Vitis HLS 2020.2 で作成するということで、前回は、ソースコードとテストベンチ・コードを貼って、Vitis HLS 2020.2 の axis2xf8uc3vflip プロジェクトを作った。今回は、C シミュレーション、C コードの合成、C/RTL 協調シミュレーション、Export RTL を行う。

C シミュレーションを行った。結果を示す。


csim/build ディレクトリを示す。test3.jpg の上下を反転して、output.jpg に出力されている。


C コードの合成を行った。結果を示す。
FF が 2608 個、LUT が 2417 個で、こんなものだと思う。




C/RTL 協調シミュレーションを行った。
なお、ダイアログで Input Arguments に test3.jpg を指定した。


結果を示す。


レイテンシは 489008 クロックで、少し多いが、 489008 / 480000 ≒ 1.02 クロック/ピクセルで 2 %程度の性能低下になっているようだ。

C/RTL 協調シミュレーションの波形を示す。


拡大してみた。


ins.TREADY は 1 行の切れ目に 0 になっているだけで、他は 1 になっている。
AWLEN もほとんど 0f で 16 バーストのようだ。
性能に問題は無いだろう。

Export RTL を行った。結果を示す。


リソース使用量も問題無さそうだ。合成時には使っていなかった DSP が使用されている。
CP achieved post-implementation は 7.600 ns で問題無さそうだ。

axis2xf8uc3vflip IP を Vitis HLS 2020.2 で作成する1

”axis2xf8uc3 IP を Vitis HLS 2020.2 で作成する”で通常 DMA の AXI4-Stream から XF8UC3 変換してDMA Write する IP を作成した。今回は、AXI4-Stream の画像データを XF8UC3 に変換して、画像の上下を入れ替えてDMA する axis2xf8uc3vflip IP を Vitis HLS 2020.2 で作成した。
画像の上下をひっくり返すために、1行の画像データが 3/4 で割り切れることが条件となる。 800 x 600 ピクセルの画像は 800 ピクセルの 3/4 は 600 となって割り切れるため vflip することができる。

まずは、ソースコードの axis2xf8uc3vflip.cpp を貼っておく。
なお、vflip の axis2xf8uc8 は dma_write 関数の for ループの PIPELINE 指示子に rewind オプションを付加すると”Vitis Vision Library でカメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力する8（aixs2xf8uc3 IP その4）”の様にリソース使用量が 8 倍以上になってしまった。
よって、そこの PIPELINE 指示子の rewind オプションは抜いていある。

// aixs2xf8uc3vflip.cpp
// 2021/04/23 by marsee
//

#include <stdint.h>
#include "ap_int.h"
#include "hls_stream.h"
#include "ap_axi_sdata.h"

int axis2xf8uc3axis(hls::stream<ap_axiu<32,1,1,1> >& ins, int rows, int cols, hls::stream<ap_uint<32> >& outs){
    ap_axiu<32,1,1,1> pix;
    ap_uint<32> outpix;
    uint32_t pixay[4];

    LOOP_DY : do {  // user が 1になった時にフレームがスタートする
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT min=1 max=1 avg=1
        ins >> pix;
    } while(pix.user == 0);

    const int xy_limit = rows * cols;
    LOOP_XY: for(int xy=0; xy<xy_limit; xy++){
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT avg=480000 max=480000 min=480000
#pragma HLS PIPELINE II=1 rewind
        if(!(xy == 0)) // 最初の入力はすでに入力されている
            ins >> pix; // AXI4-Stream からの入力

        switch(xy%4){
        case 0 :
            pixay[0] = pix.data;
            break;
        case 1 :
            pixay[1] = pix.data;
            outpix = ((pixay[1]&0xff)<<24)+(pixay[0]&0xffffff);
            outs << outpix;
            break;
        case 2 :
            pixay[2] = pix.data;
            outpix = ((pixay[2]&0xffff)<<16)+((pixay[1]&0xffff00)>>8);
            outs << outpix;
            break;
        default : // 3
            pixay[3] = pix.data;
            outpix = ((pixay[3]&0xffffff)<<8)+((pixay[2]&0xff0000)>>16);
            outs << outpix;
            break;
        }
    }
    return(0);
}

static void dma_write_vflip(hls::stream<ap_uint<32> >& ins, int rows, int cols, volatile ap_uint<32>* outm){
    ap_uint<32> pix;
    int xy;
    const int cols_limit = cols*3/4;

    LOOP_Y: for(int y=0; y<rows; y++){
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT avg=600 max=600 min=600
        LOOP_X: for(int x=0; x<cols_limit; x++){
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT avg=600 max=600 min=600
#pragma HLS PIPELINE II=1
            ins >> pix;
            xy = ((rows-1)-y)*cols_limit+x;
            outm[xy] = pix;
        }
    }
}

int axis2xf8uc3vflip(hls::stream<ap_axiu<32,1,1,1> >& ins, int rows, int cols, volatile ap_uint<32>* _dst){
#pragma HLS DATAFLOW
#pragma HLS INTERFACE m_axi depth=360000 port=_dst offset=slave
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=cols
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=rows
#pragma HLS INTERFACE axis register_mode=both register port=ins
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=return
    hls::stream<ap_uint<32> > hlsst;

    axis2xf8uc3axis(ins, rows, cols, hlsst);
    dma_write_vflip(hlsst, rows, cols, _dst);

    return(0);
}

テストベンチの axis2xf8uc3vflip_tb.cpp を貼っておく。

// axi2xf8uc3vflip_tb.cpp
// 2021/05/07 by marsee
//

#include "ap_int.h"
#include "hls_stream.h"
#include "ap_axi_sdata.h"
#include "opencv2/opencv.hpp"
#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
#include "opencv2/imgcodecs/imgcodecs.hpp"

int axis2xf8uc3vflip(hls::stream<ap_axiu<32,1,1,1> >& ins, int rows, int cols, volatile ap_uint<32>* _dst);

int main(int argc, char **argv){
    hls::stream<ap_axiu<32,1,1,1> > ins;
    hls::stream<ap_axiu<32,1,1,1> > ins_soft;
    ap_axiu<32,1,1,1> pix;

    if (argc != 2) {
        fprintf(stderr, "Usage: %s <INPUT IMAGE>", argv[0]);
        exit(1);
    }

    cv::Mat img = cv::imread(argv[1], 1); // reading in the color image

    if (img.data == NULL) {
        fprintf(stderr, "ERROR: Cannot open image %s\n ", argv[1]);
        exit(1);
    }

    // ピクセルを入れる領域の確保
    std::vector<uint32_t> rd_bmp(sizeof(uint32_t)*img.cols*img.rows);

    // rd_bmp にBMPのピクセルを代入
    cv::Mat_<cv::Vec3b> dst_vec3b = cv::Mat_<cv::Vec3b>(img);
    for (int y=0; y<img.rows; y++){
        for (int x=0; x<img.cols; x++){
            cv::Vec3b pixel;
            pixel = dst_vec3b(y,x);
            rd_bmp[y*img.cols+x] = (pixel[0] & 0xff) | ((pixel[1] & 0xff)<<8) | ((pixel[2] & 0xff)<<16);
            // blue - pixel[0]; green - pixel[1]; red - pixel[2];
        }
    }

    // ins に入力データを用意する
    for(int i=0; i<5; i++){ //　dummy data
        pix.user = 0;
        pix.data = i;
        ins << pix;
    }

    for(int j=0; j < img.rows; j++){
        for(int i=0; i < img.cols; i++){
            pix.data = (ap_uint<32>)rd_bmp[(j*img.cols)+i];

            if (j==0 && i==0)   // 最初のデータの時に TUSER を 1 にする
                pix.user = 1;
            else
                pix.user = 0;

            if (i == img.cols-1) // 行の最後でTLASTをアサートする
                pix.last = 1;
            else
                pix.last = 0;

            ins << pix;
        }
    }

    cv::Mat out_img;
    out_img.create(img.rows, img.cols, CV_8UC3);

    axis2xf8uc3vflip(ins, img.rows, img.cols, (volatile ap_uint<32> *)out_img.data);

    cv::imwrite("output.jpg", out_img);

    return(0);
}

Vitis HLS 2020.2 で axis2xf8uc3vflip プロジェクトを作成した。


Vitis HLS で OpenCV を使用するために設定が必要となっている。
Vitis HLS の Project メニューから Project Settings... を選択して、Project Settings (axis2xf8uc3vflip) ダイアログを表示させた。
左のペインから Simulation を選択する。


TestBench Files の axis2xf8uc3vflip_tb.cpp の CFLAGS に以下の設定を行った。

-I/usr/local/include

絶対パスで書いても、相対パスに直されてしまう。

Linker Flags に

-L/usr/local/lib -lopencv_core -lopencv_imgcodecs -lopencv_imgproc

を設定した。

Input Arguments に

test3.jpg

を設定した。

axis2xf8uc3 IP を Vitis HLS 2020.2 で作成する

”Vitis Vision Library でカメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力する8（aixs2xf8uc3 IP その4）”の続き。

axis2xf8uc3 に関する記事が長くなってので、別スレッドにすることにした。
なお、vflip の axis2xf8uc8 は別の IP にすることにした。
いろいろな実装を試しているが、XF8UC3 は unsigned なので、それで実装し直したので、もう一度貼っておく。
axis2xf8uc8 は PIPELINE 指示子に rewind オプションを付加してもリソース使用量が増えないが、vflip の axis2xf8uc8 は”Vitis Vision Library でカメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力する8（aixs2xf8uc3 IP その4）”の様にリソース使用量が 8 倍以上になってしまった。

ソースコードの aixs2xf8uc3.cpp を貼っておく。

// aixs2xf8uc3.cpp
// 2021/04/23 by marsee
//

#include <stdint.h>
#include "ap_int.h"
#include "hls_stream.h"
#include "ap_axi_sdata.h"
#include "ap_fixed.h"

int axis2xf8uc3axis(hls::stream<ap_axiu<32,1,1,1> >& ins, int rows, int cols, hls::stream<ap_uint<32> >& outs){
    ap_axiu<32,1,1,1> pix;
    ap_uint<32> outpix;
    uint32_t pixay[4];

    LOOP_DY : do {  // user が 1になった時にフレームがスタートする
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT min=1 max=1 avg=1
        ins >> pix;
    } while(pix.user == 0);

    const int xy_limit = rows * cols;
    LOOP_XY: for(int xy=0; xy<xy_limit; xy++){
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT avg=480000 max=480000 min=480000
#pragma HLS PIPELINE II=1
        if(!(xy == 0)) // 最初の入力はすでに入力されている
            ins >> pix; // AXI4-Stream からの入力

        switch(xy%4){
        case 0 :
            pixay[0] = pix.data;
            break;
        case 1 :
            pixay[1] = pix.data;
            outpix = ((pixay[1]&0xff)<<24)+(pixay[0]&0xffffff);
            outs << outpix;
            break;
        case 2 :
            pixay[2] = pix.data;
            outpix = ((pixay[2]&0xffff)<<16)+((pixay[1]&0xffff00)>>8);
            outs << outpix;
            break;
        default : // 3
            pixay[3] = pix.data;
            outpix = ((pixay[3]&0xffffff)<<8)+((pixay[2]&0xff0000)>>16);
            outs << outpix;
            break;
        }
    }
    return(0);
}

static void dma_write(hls::stream<ap_uint<32> >& ins, int rows, int cols, volatile ap_uint<32>* outm){
    ap_uint<32> pix;

    const int rows_cols_limit = (int)((ap_ufixed<32,30,AP_TRN_ZERO,AP_SAT>)rows *
        (ap_ufixed<32,30,AP_TRN_ZERO,AP_SAT>)cols *
        (ap_ufixed<32,30,AP_TRN_ZERO,AP_SAT>)3.0/(ap_ufixed<32,30,AP_TRN_ZERO,AP_SAT>)4.0 +
        (ap_ufixed<32,30,AP_TRN_ZERO,AP_SAT>)0.75);

    LOOP_DWY: for(int xy=0; xy<rows_cols_limit; xy++){
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT avg=360000 max=360000 min=360000
#pragma HLS PIPELINE II=1
        ins >> pix;
        outm[xy] = pix;
    }
}

int axis2xf8uc3(hls::stream<ap_axiu<32,1,1,1> >& ins, int rows, int cols, volatile ap_uint<32>* _dst){
#pragma HLS DATAFLOW
#pragma HLS INTERFACE m_axi depth=360000 port=_dst offset=slave
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=cols
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=rows
#pragma HLS INTERFACE axis register_mode=both register port=ins
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=return
    hls::stream<ap_uint<32> > hlsst;

    axis2xf8uc3axis(ins, rows, cols, hlsst);
    dma_write(hlsst, rows, cols, _dst);

    return(0);
}

テストベンチの axis2xf8uc8_tb.cpp を貼っておく。

// axis2xf8uc8_tb.cpp
// 2021/04/23 by marsee
//

#include "ap_int.h"
#include "hls_stream.h"
#include "ap_axi_sdata.h"
#include "opencv2/opencv.hpp"
#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
#include "opencv2/imgcodecs/imgcodecs.hpp"

int axis2xf8uc3(hls::stream<ap_axiu<32,1,1,1> >& ins, int rows, int cols, volatile ap_uint<32>* _dst);

int main(int argc, char **argv){
    hls::stream<ap_axiu<32,1,1,1> > ins;
    hls::stream<ap_axiu<32,1,1,1> > ins_soft;
    ap_axiu<32,1,1,1> pix;

    if (argc != 2) {
        fprintf(stderr, "Usage: %s <INPUT IMAGE>", argv[0]);
        exit(1);
    }

    cv::Mat img = cv::imread(argv[1], 1); // reading in the color image

    if (img.data == NULL) {
        fprintf(stderr, "ERROR: Cannot open image %s\n ", argv[1]);
        exit(1);
    }

    // ピクセルを入れる領域の確保
    std::vector<uint32_t> rd_bmp(sizeof(uint32_t)*img.cols*img.rows);

    // rd_bmp にBMPのピクセルを代入
    cv::Mat_<cv::Vec3b> dst_vec3b = cv::Mat_<cv::Vec3b>(img);
    for (int y=0; y<img.rows; y++){
        for (int x=0; x<img.cols; x++){
            cv::Vec3b pixel;
            pixel = dst_vec3b(y,x);
            rd_bmp[y*img.cols+x] = (pixel[0] & 0xff) | ((pixel[1] & 0xff)<<8) | ((pixel[2] & 0xff)<<16);
            // blue - pixel[0]; green - pixel[1]; red - pixel[2];
        }
    }

    // ins に入力データを用意する
    for(int i=0; i<5; i++){ //　dummy data
        pix.user = 0;
        pix.data = i;
        ins << pix;
    }

    for(int j=0; j < img.rows; j++){
        for(int i=0; i < img.cols; i++){
            pix.data = (ap_uint<32>)rd_bmp[(j*img.cols)+i];

            if (j==0 && i==0)   // 最初のデータの時に TUSER を 1 にする
                pix.user = 1;
            else
                pix.user = 0;

            if (i == img.cols-1) // 行の最後でTLASTをアサートする
                pix.last = 1;
            else
                pix.last = 0;

            ins << pix;
        }
    }

    cv::Mat out_img;
    out_img.create(img.rows, img.cols, CV_8UC3);

    axis2xf8uc3(ins, img.rows, img.cols, (volatile ap_uint<32> *)out_img.data);

    cv::imwrite("output.jpg", out_img);

    return(0);
}

Vitis Vision Library でカメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力する8（aixs2xf8uc3 IP その4）

”Vitis Vision Library でカメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力する7（random_nise_gen その3）”の続き。

OV5642 カメラを使用するには、カメラの設定の関係で画像の上下を反転する vflip_dma_write IP が必要だった。DMA IP にする必要があるため、aixs2xf8uc3 に vflip 引数を追加しよう。

改編したソースコードを示す。

// aixs2xf8uc3.cpp
// 2021/04/23 by marsee
// 2021/05/06 : vflip引数を追加。vflip = 1だと画像の上下を反転する
//              適用する画像はcolsの3/4が整数の場合とする
//

#include <stdint.h>
#include "ap_int.h"
#include "hls_stream.h"
#include "ap_axi_sdata.h"
#include "ap_fixed.h"

int axis2xf8uc3axis(hls::stream<ap_axis<32,1,1,1> >& ins, int rows, int cols, hls::stream<ap_int<32> >& outs){
    ap_axis<32,1,1,1> pix;
    ap_int<32> outpix;
    uint32_t pixay[4];

    LOOP_DY : do {  // user が 1になった時にフレームがスタートする
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT min=1 max=1 avg=1
        ins >> pix;
    } while(pix.user == 0);

    const int xy_limit = rows * cols;
    LOOP_XY: for(int xy=0; xy<xy_limit; xy++){
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT avg=480000 max=480000 min=480000
#pragma HLS PIPELINE II=1
        if(!(xy == 0)) // 最初の入力はすでに入力されている
            ins >> pix; // AXI4-Stream からの入力

        switch(xy%4){
        case 0 :
            pixay[0] = pix.data;
            break;
        case 1 :
            pixay[1] = pix.data;
            outpix = ((pixay[1]&0xff)<<24)+(pixay[0]&0xffffff);
            outs << outpix;
            break;
        case 2 :
            pixay[2] = pix.data;
            outpix = ((pixay[2]&0xffff)<<16)+((pixay[1]&0xffff00)>>8);
            outs << outpix;
            break;
        default : // 3
            pixay[3] = pix.data;
            outpix = ((pixay[3]&0xffffff)<<8)+((pixay[2]&0xff0000)>>16);
            outs << outpix;
            break;
        }
    }
    return(0);
}

static void dma_write(hls::stream<ap_int<32> >& ins, int rows, int cols,
        int vflip, volatile ap_int<32>* outm){
    ap_int<32> pix;
    int xy;
    const int cols_limit = cols*3/4;

    LOOP_Y: for(int y=0; y<rows; y++){
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT avg=600 max=600 min=600
        LOOP_X: for(int x=0; x<cols_limit; x++){
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT avg=600 max=600 min=600
#pragma HLS PIPELINE II=1
            ins >> pix;
            if(vflip == 1)
                xy = ((rows-1)-y)*cols_limit+x;
            else
                xy = y*cols_limit+x;
            outm[xy] = pix;
        }
    }
}

int axis2xf8uc3(hls::stream<ap_axis<32,1,1,1> >& ins, int rows, int cols,
        int vflip, volatile ap_int<32>* _dst){
#pragma HLS DATAFLOW
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=vflip
#pragma HLS INTERFACE m_axi depth=360000 port=_dst offset=slave
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=cols
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=rows
#pragma HLS INTERFACE axis register_mode=both register port=ins
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=return
    hls::stream<ap_int<32> > hlsst;

    axis2xf8uc3axis(ins, rows, cols, hlsst);
    dma_write(hlsst, rows, cols, vflip, _dst);

    return(0);
}

テストベンチ・ファイルを貼っておく。

// axis2xf8uc8_tb.cpp
// 2021/04/23 by marsee
//

#include "ap_int.h"
#include "hls_stream.h"
#include "ap_axi_sdata.h"
#include "opencv2/opencv.hpp"
#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
#include "opencv2/imgcodecs/imgcodecs.hpp"

int axis2xf8uc3(hls::stream<ap_axis<32,1,1,1> >& ins, int rows, int cols,
        int vflip, volatile ap_int<32>* _dst);

int main(int argc, char **argv){
    hls::stream<ap_axis<32,1,1,1> > ins;
    hls::stream<ap_axis<32,1,1,1> > ins_soft;
    ap_axis<32,1,1,1> pix;

    if (argc != 2) {
        fprintf(stderr, "Usage: %s <INPUT IMAGE>", argv[0]);
        exit(1);
    }

    cv::Mat img = cv::imread(argv[1], 1); // reading in the color image

    if (img.data == NULL) {
        fprintf(stderr, "ERROR: Cannot open image %s\n ", argv[1]);
        exit(1);
    }

    // ピクセルを入れる領域の確保
    std::vector<int32_t> rd_bmp(sizeof(int32_t)*img.cols*img.rows);

    // rd_bmp にBMPのピクセルを代入
    cv::Mat_<cv::Vec3b> dst_vec3b = cv::Mat_<cv::Vec3b>(img);
    for (int y=0; y<img.rows; y++){
        for (int x=0; x<img.cols; x++){
            cv::Vec3b pixel;
            pixel = dst_vec3b(y,x);
            rd_bmp[y*img.cols+x] = (pixel[0] & 0xff) | ((pixel[1] & 0xff)<<8) | ((pixel[2] & 0xff)<<16);
            // blue - pixel[0]; green - pixel[1]; red - pixel[2];
        }
    }

    // ins に入力データを用意する
    for(int i=0; i<5; i++){ //　dummy data
        pix.user = 0;
        pix.data = i;
        ins << pix;
    }

    for(int j=0; j < img.rows; j++){
        for(int i=0; i < img.cols; i++){
            pix.data = (ap_int<32>)rd_bmp[(j*img.cols)+i];

            if (j==0 && i==0)   // 最初のデータの時に TUSER を 1 にする
                pix.user = 1;
            else
                pix.user = 0;

            if (i == img.cols-1) // 行の最後でTLASTをアサートする
                pix.last = 1;
            else
                pix.last = 0;

            ins << pix;
        }
    }

    cv::Mat out_img;
    out_img.create(img.rows, img.cols, CV_8UC3);

    axis2xf8uc3(ins, img.rows, img.cols, 1, (volatile ap_int<32> *)out_img.data);

    cv::imwrite("output.jpg", out_img);

    return(0);
}

test3.jpg を用意した。この画像ファイルは、test2.jpg を 180度回転して、左右を反転した画像だ。
test3.jpg を指定して、C シミュレーションを実行した。


csim/build ディレクトリに csim の結果の output.jpg が生成されたが、test3.jpg を食わして、正常な画像の output.jpg が出力されている。


これで問題ないのだが、問題は C コードの合成にあった。
C コードの合成を行った。結果を示す。



リソース使用量が異常だった。FF が 20053 個、LUT が 15699 個だった。
前回は、FF が 2293 個、LUT が 2134 個だったので、FF が 8.75 倍、LUT が 7.36 倍となった。異常にリソース使用量が多い。


これはなんとかする必要がある。

Vitis Vision Library でカメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力する7（random_nise_gen その3）

”Vitis Vision Library でカメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力する6（random_nise_gen その2）”の続き。

Vitis Vision Library 2020.2 を使用して、カメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力してみようということで、前回は、ランダムノイズ発生器（random_noise_gen）プロジェクトで、C シミュレーション、C コードの合成、C/RTL 協調シミュレーション、Export RTL を行った。今回は、ランダムノイズの発生をON/OFF できるようにソースコードとテストベンチを変更したので、それを貼っておく。

ソースコードの ramdom_noise_gen.cpp から貼っておく。

// random_noise_gen.cpp
// 2021/05/02 by marsee
// 2021/05/04 : on_off 引数を追加した。on_off = 1 でランダムノイズ発生ON、それ以外でOFF
//

#include <stdint.h>
#include "ap_int.h"
#include "hls_stream.h"
#include "ap_axi_sdata.h"

// 疑似乱数列生成方式 Xorshift
// XorshiftアルゴリズムのCによる実装例コードをウィキペディアのXorshiftから引用した
// https://ja.wikipedia.org/wiki/Xorshift
uint32_t xorshift(void){
      static uint32_t y = 2463534242;
      y = y ^ (y << 13); y = y ^ (y >> 17);
      return y = y ^ (y << 5);
}

int random_noise_gen(hls::stream<ap_axis<32,1,1,1> >& ins, int rows, int cols,
        int ratio, int on_off, hls::stream<ap_axis<32,1,1,1> >& outs){
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=on_off
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=ratio
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=return
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=cols
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=rows
#pragma HLS INTERFACE axis register_mode=both register port=outs
#pragma HLS INTERFACE axis register_mode=both register port=ins
    ap_axis<32,1,1,1> pix, outp;
    uint32_t rdm;
    const uint32_t limit_val = 4294967295/ratio; // ratio個に1個ノイズが付加される

    LOOP_DY : do {  // user が 1になった時にフレームがスタートする
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT min=1 max=1 avg=1
        ins >> pix;
    } while(pix.user == 0);

    for(int y=0; y<rows; y++){
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT avg=600 max=600 min=600
        for(int x=0; x<cols; x++){
#pragma HLS PIPELINE II=1 rewind
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT avg=800 max=800 min=800
             if(!(x==0 && y==0)) // 最初の入力はすでに入力されている
                 ins >> pix; // AXI4-Stream からの入力

             rdm = xorshift();
             if((rdm < limit_val) && on_off==1) // 2^32 / ratio, ratio個に1個のピクセルを白にする
                 pix.data = 0xffffff;

             outs << pix;
        }
    }
    return(0);
}

テストベンチの random_noise_gen_tb.cpp を示す。

// random_noise_gen_tb.cpp
// 2021/05/03 by marsee
// 2021/05/04 : on_off 引数を追加した。on_off = 1 でランダムノイズ発生ON、それ以外でOFF
//

#include <stdint.h>
#include "ap_int.h"
#include "hls_stream.h"
#include "ap_axi_sdata.h"
#include "opencv2/opencv.hpp"
#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
#include "opencv2/imgcodecs/imgcodecs.hpp"

int random_noise_gen(hls::stream<ap_axis<32,1,1,1> >& ins, int rows, int cols,
        int ratio, int on_off, hls::stream<ap_axis<32,1,1,1> >& outs);

int main(int argc, char **argv){
    hls::stream<ap_axis<32,1,1,1> > ins;
    hls::stream<ap_axis<32,1,1,1> > ins_soft;
    hls::stream<ap_axis<32,1,1,1> > outs;
    hls::stream<ap_axis<32,1,1,1> > outs_soft;
    ap_axis<32,1,1,1> pix;
    ap_axis<32,1,1,1> vals;

    if (argc != 2) {
        fprintf(stderr, "Usage: %s <INPUT IMAGE>", argv[0]);
        exit(1);
    }

    cv::Mat img = cv::imread(argv[1], 1); // reading in the color image

    if (img.data == NULL) {
        fprintf(stderr, "ERROR: Cannot open image %s\n ", argv[1]);
        exit(1);
    }

    // ピクセルを入れる領域の確保
    std::vector<int32_t> rd_bmp(sizeof(uint32_t)*img.cols*img.rows);
    std::vector<int32_t> outimg(sizeof(uint32_t)*img.cols*img.rows);

    // rd_bmp にBMPのピクセルを代入
    cv::Mat_<cv::Vec3b> dst_vec3b = cv::Mat_<cv::Vec3b>(img);
    for (int y=0; y<img.rows; y++){
        for (int x=0; x<img.cols; x++){
            cv::Vec3b pixel;
            pixel = dst_vec3b(y,x);
            rd_bmp[y*img.cols+x] = (pixel[0] & 0xff) | ((pixel[1] & 0xff)<<8) | ((pixel[2] & 0xff)<<16);
            // blue - pixel[0]; green - pixel[1]; red - pixel[2];
        }
    }

    // ins に入力データを用意する
    for(int i=0; i<5; i++){ //　dummy data
        pix.user = 0;
        pix.data = i;
        ins << pix;
    }

    for(int j=0; j < img.rows; j++){
        for(int i=0; i < img.cols; i++){
            pix.data = (ap_uint<32>)rd_bmp[(j*img.cols)+i];

            if (j==0 && i==0)   // 最初のデータの時に TUSER を 1 にする
                pix.user = 1;
            else
                pix.user = 0;

            if (i == img.cols-1) // 行の最後でTLASTをアサートする
                pix.last = 1;
            else
                pix.last = 0;

            ins << pix;
        }
    }

    random_noise_gen(ins, img.rows, img.cols, 256, 1,outs);

    // 出力画像を outimg に出力
    for (int y=0; y<img.rows; y++){
        for (int x=0; x<img.cols; x++){
            outs >> vals;
            ap_uint<32> val = vals.data;
            outimg[y*img.cols+x] = (int32_t)val;
        }
    }

    cv::Mat wbmpf(img.rows, img.cols, CV_8UC3);
    // wbmpf にsobel フィルタ処理後の画像を入力
    cv::Mat_<cv::Vec3b> rng_vec3b = cv::Mat_<cv::Vec3b>(wbmpf);
    for (int y=0; y<wbmpf.rows; y++){
        for (int x=0; x<wbmpf.cols; x++){
            cv::Vec3b pixel;
            pixel = rng_vec3b(y,x);
            int32_t rgb = outimg[y*wbmpf.cols+x];
            pixel[0] = (rgb & 0xff); // blue
            pixel[1] = (rgb & 0xff00) >> 8; // green
            pixel[2] = (rgb & 0xff0000) >> 16; // red
            rng_vec3b(y,x) = pixel;
        }
    }

    // ハードウェアのソーベルフィルタの結果を bmp ファイルへ出力する
    cv::imwrite("output.jpg", wbmpf);

    return(0);
}

C シミュレーションを行ったところ、on_off = 1 の時はランダムノイズが画像データに付加されたが、on_off = 0 の時は、ランダムノイズが付加されなかった。

C コードの合成を行った。結果を示す。



C/RTL 協調シミュレーションは制御としては前回と同じだった。（on_off = 0 の時はランダムノイズが付加されないという意味）

Export RTL を行った。結果を示す。


CP achieved post-implementation が 9.169 ns で前回よりも少し悪くなっているが、大丈夫だろう？

Vitis Vision Library でカメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力する6（random_nise_gen その2）

”Vitis Vision Library でカメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力する5（random_nise_gen その1）”の続き。

Vitis Vision Library 2020.2 を使用して、カメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力してみようということで、前回は、”Vitis Vision Library でカメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力する１（構想編）”の図に示してあるランダムノイズ発生器（random_noise_gen）を作成するということで、ソースコードとテストベンチ・コードを貼って、Vitis HLS 2020.2 の random_noise.gen プロジェクトを示した。今回は、その random_noise_gen プロジェクトで、C シミュレーション、C コードの合成、C/RTL 協調シミュレーション、Export RTL を行った。

最初に C シミュレーションを行った。結果を示す。


random_noise_gen/solution1/csim/build ディレクトリを示す。


output.jpg が出力されている。
output.jpg を示す。


ランダムノイズが付加されているのが分かる。

C コードの合成を行った。結果を示す。



全体の Latency は 480040 クロックで良い感じだ。

C/RTL 協調シミュレーションの結果を示す。


Latency は 480045 クロックだった。やはり良い。

C/RTL 協調シミュレーションの全体波形を示す。


outs の TVALID と ins の TREADY がずっと 1 でスループット出ているのが分かる。

1 行分の波形を示す。


Export RTL を行った。結果を示す。


DSPが 4 個使用されている。
CP achieved post-implementation が 9.048 ns で大丈夫そうだ。

Vitis Vision Library でカメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力する5（random_nise_gen その1）

”Vitis Vision Library でカメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力する4（axis2xf8uc3 IP その3）”の続き。

Vitis Vision Library 2020.2 を使用して、カメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力してみようということで、前回は、AXI4-Stream の画像データを XF8UC3(CV8UC3) に変換する IP を作成できた。今回は、”Vitis Vision Library でカメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力する１（構想編）”の図に示してあるランダムノイズ発生器（random_noise_gen）を作成する。

最初にソースコードの random_noise_gen.cpp を貼っておく。
なお、ウィキペディアのXorshift のコードを引用した。

// random_noise_gen.cpp
// 2021/05/02 by marsee
//

#include <stdint.h>
#include "ap_int.h"
#include "hls_stream.h"
#include "ap_axi_sdata.h"

// 疑似乱数列生成方式 Xorshift
// XorshiftアルゴリズムのCによる実装例コードをウィキペディアのXorshiftから引用した
// https://ja.wikipedia.org/wiki/Xorshift
uint32_t xorshift(void){
      static uint32_t y = 2463534242;
      y = y ^ (y << 13); y = y ^ (y >> 17);
      return y = y ^ (y << 5);
}

int random_noise_gen(hls::stream<ap_axis<32,1,1,1> >& ins, int rows, int cols,
        int ratio, hls::stream<ap_axis<32,1,1,1> >& outs){
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=ratio
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=return
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=cols
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=rows
#pragma HLS INTERFACE axis register_mode=both register port=outs
#pragma HLS INTERFACE axis register_mode=both register port=ins
    ap_axis<32,1,1,1> pix, outp;
    uint32_t rdm;
    const uint32_t limit_val = 4294967295/ratio; // ratio個に1個ノイズが付加される

    LOOP_DY : do {  // user が 1になった時にフレームがスタートする
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT min=1 max=1 avg=1
        ins >> pix;
    } while(pix.user == 0);

    for(int y=0; y<rows; y++){
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT avg=600 max=600 min=600
        for(int x=0; x<cols; x++){
#pragma HLS PIPELINE II=1 rewind
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT avg=800 max=800 min=800
             if(!(x==0 && y==0)) // 最初の入力はすでに入力されている
                 ins >> pix; // AXI4-Stream からの入力

             rdm = xorshift();
             if(rdm < limit_val) // 2^32 / ratio, ratio個に1個のピクセルを白にする
                 pix.data = 0xffffff;

             outs << pix;
        }
    }
    return(0);
}

テストベンチの random_noise_gen_tb.cpp を貼っておく。

// random_noise_gen_tb.cpp
// 2021/05/03 by marsee
//

#include <stdint.h>
#include "ap_int.h"
#include "hls_stream.h"
#include "ap_axi_sdata.h"
#include "opencv2/opencv.hpp"
#include "opencv2/imgproc/imgproc.hpp"
#include "opencv2/highgui/highgui.hpp"
#include "opencv2/imgcodecs/imgcodecs.hpp"

int random_noise_gen(hls::stream<ap_axis<32,1,1,1> >& ins, int rows, int cols,
        int ratio, hls::stream<ap_axis<32,1,1,1> >& outs);

int main(int argc, char **argv){
    hls::stream<ap_axis<32,1,1,1> > ins;
    hls::stream<ap_axis<32,1,1,1> > ins_soft;
    hls::stream<ap_axis<32,1,1,1> > outs;
    hls::stream<ap_axis<32,1,1,1> > outs_soft;
    ap_axis<32,1,1,1> pix;
    ap_axis<32,1,1,1> vals;

    if (argc != 2) {
        fprintf(stderr, "Usage: %s <INPUT IMAGE>", argv[0]);
        exit(1);
    }

    cv::Mat img = cv::imread(argv[1], 1); // reading in the color image

    if (img.data == NULL) {
        fprintf(stderr, "ERROR: Cannot open image %s\n ", argv[1]);
        exit(1);
    }

    // ピクセルを入れる領域の確保
    std::vector<int32_t> rd_bmp(sizeof(uint32_t)*img.cols*img.rows);
    std::vector<int32_t> outimg(sizeof(uint32_t)*img.cols*img.rows);

    // rd_bmp にBMPのピクセルを代入
    cv::Mat_<cv::Vec3b> dst_vec3b = cv::Mat_<cv::Vec3b>(img);
    for (int y=0; y<img.rows; y++){
        for (int x=0; x<img.cols; x++){
            cv::Vec3b pixel;
            pixel = dst_vec3b(y,x);
            rd_bmp[y*img.cols+x] = (pixel[0] & 0xff) | ((pixel[1] & 0xff)<<8) | ((pixel[2] & 0xff)<<16);
            // blue - pixel[0]; green - pixel[1]; red - pixel[2];
        }
    }

    // ins に入力データを用意する
    for(int i=0; i<5; i++){ //　dummy data
        pix.user = 0;
        pix.data = i;
        ins << pix;
    }

    for(int j=0; j < img.rows; j++){
        for(int i=0; i < img.cols; i++){
            pix.data = (ap_uint<32>)rd_bmp[(j*img.cols)+i];

            if (j==0 && i==0)   // 最初のデータの時に TUSER を 1 にする
                pix.user = 1;
            else
                pix.user = 0;

            if (i == img.cols-1) // 行の最後でTLASTをアサートする
                pix.last = 1;
            else
                pix.last = 0;

            ins << pix;
        }
    }

    random_noise_gen(ins, img.rows, img.cols, 256, outs);

    // 出力画像を outimg に出力
    for (int y=0; y<img.rows; y++){
        for (int x=0; x<img.cols; x++){
            outs >> vals;
            ap_uint<32> val = vals.data;
            outimg[y*img.cols+x] = (int32_t)val;
        }
    }

    cv::Mat wbmpf(img.rows, img.cols, CV_8UC3);
    // wbmpf にsobel フィルタ処理後の画像を入力
    cv::Mat_<cv::Vec3b> rng_vec3b = cv::Mat_<cv::Vec3b>(wbmpf);
    for (int y=0; y<wbmpf.rows; y++){
        for (int x=0; x<wbmpf.cols; x++){
            cv::Vec3b pixel;
            pixel = rng_vec3b(y,x);
            int32_t rgb = outimg[y*wbmpf.cols+x];
            pixel[0] = (rgb & 0xff); // blue
            pixel[1] = (rgb & 0xff00) >> 8; // green
            pixel[2] = (rgb & 0xff0000) >> 16; // red
            rng_vec3b(y,x) = pixel;
        }
    }

    // ハードウェアのソーベルフィルタの結果を bmp ファイルへ出力する
    cv::imwrite("output.jpg", wbmpf);

    return(0);
}

なお、このテストベンチ・コードを実行するためには、OpenCV を自分でインストールする必要がある。（”Ubuntu 18.04 LTS のパソコンに OpenCV 3.4.9 をインストールする”参照）

Vitis HLS 2020.2 で ZYBO Z7-20 用の random_noise_gen プロジェクトを作成した。


OpenCV を利用するために設定を行っている。（”XF_8UC3 を XF_8UC4 に変換する xf_8uc3_2rgb プロジェクトを作成する2”参照）
Project メニューから Project Settings... を選択して、ダイアログを表示させる。
Simulation をクリックして、 CFLAGS にインストール済みの OpenCV のインクルード・パスを入力する。

-I/usr/local/include

Linker Flagに

-L/usr/local/lib -lopencv_core -lopencv_imgcodecs -lopencv_imgproc

を入力する。
Input Argument に画像のファイル名

test2.jpg

を入力する。

Vitis Vision Library でカメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力する4（axis2xf8uc3 IP その3）

”Vitis Vision Library でカメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力する3（axis2xf8uc3 IP その2）”の続き。

Vitis Vision Library 2020.2 を使用して、カメラ画像にメディアン・フィルタをかけてディスプレイに出力してみようということで、前回は、C シミュレーション、C コードの合成、C/RTL 協調シミュレーションを行ったが、単発転送になっていたので、もう一度作り直すことになった。今回はソースコードを修正して、もう一度、C シミュレーション、C コードの合成、C/RTL 協調シミュレーション、Export RTL を行った。

まずは、ソースコードの aixs2xf8uc3.cpp を書き直した。
AXI4 Master のソースコード作成の勘所については、「 Zynq&HLSハンズオンセミナー応用編」をまたやると思うので、そちらで聞いてください。


aixs2xf8uc3.cpp を貼っておく。

// aixs2xf8uc3.cpp
// 2021/04/23 by marsee
//

#include <stdint.h>
#include "ap_int.h"
#include "hls_stream.h"
#include "ap_axi_sdata.h"
#include "ap_fixed.h"

int axis2xf8uc3axis(hls::stream<ap_axis<32,1,1,1> >& ins, int rows, int cols, hls::stream<ap_int<32> >& outs){
    ap_axis<32,1,1,1> pix;
    ap_int<32> outpix;
    uint32_t pixay[4];

    LOOP_DY : do {  // user が 1になった時にフレームがスタートする
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT min=1 max=1 avg=1
        ins >> pix;
    } while(pix.user == 0);

    const int xy_limit = rows * cols;
    LOOP_XY: for(int xy=0; xy<xy_limit; xy++){
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT avg=480000 max=480000 min=480000
#pragma HLS PIPELINE II=1
        if(!(xy == 0)) // 最初の入力はすでに入力されている
            ins >> pix; // AXI4-Stream からの入力

        switch(xy%4){
        case 0 :
            pixay[0] = pix.data;
            break;
        case 1 :
            pixay[1] = pix.data;
            outpix = ((pixay[1]&0xff)<<24)+(pixay[0]&0xffffff);
            outs << outpix;
            break;
        case 2 :
            pixay[2] = pix.data;
            outpix = ((pixay[2]&0xffff)<<16)+((pixay[1]&0xffff00)>>8);
            outs << outpix;
            break;
        default : // 3
            pixay[3] = pix.data;
            outpix = ((pixay[3]&0xffffff)<<8)+((pixay[2]&0xff0000)>>16);
            outs << outpix;
            break;
        }
    }
    return(0);
}

static void dma_write(hls::stream<ap_int<32> >& ins, int rows, int cols, volatile ap_int<32>* outm){
    ap_int<32> pix;

    const int rows_cols_limit = (int)((ap_ufixed<32,30,AP_TRN_ZERO,AP_SAT>)rows *
        (ap_ufixed<32,30,AP_TRN_ZERO,AP_SAT>)cols *
        (ap_ufixed<32,30,AP_TRN_ZERO,AP_SAT>)3.0/(ap_ufixed<32,30,AP_TRN_ZERO,AP_SAT>)4.0 +
        (ap_ufixed<32,30,AP_TRN_ZERO,AP_SAT>)0.75);

    LOOP_DWY: for(int xy=0; xy<rows_cols_limit; xy++){
#pragma HLS LOOP_TRIPCOUNT avg=360000 max=360000 min=360000
#pragma HLS PIPELINE II=1
        ins >> pix;
        outm[xy] = pix;
    }
}

int axis2xf8uc3(hls::stream<ap_axis<32,1,1,1> >& ins, int rows, int cols, volatile ap_int<32>* _dst){
#pragma HLS DATAFLOW
#pragma HLS INTERFACE m_axi depth=360000 port=_dst offset=slave
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=cols
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=rows
#pragma HLS INTERFACE axis register_mode=both register port=ins
#pragma HLS INTERFACE s_axilite port=return
    hls::stream<ap_int<32> > hlsst;

    axis2xf8uc3axis(ins, rows, cols, hlsst);
    dma_write(hlsst, rows, cols, _dst);

    return(0);
}

C シミュレーションを行った。
なお、C/RTL 協調シミュレーションの前回の結果が変更できなかったため、solution2 を作成した。


output.jpg も前回と同じだった。

C コードの合成を行った。結果を示す。



Latency も良さそうだ。

問題の C/RTL 協調シミュレーションを行った。


Latency は 480021 クロックだった。良い感じだ。

C/RTL 協調シミュレーションの全体波形を示す。
AXI4-Stream の TREADY がほとんど 1 になっていて、スループットが取れているようだ。
AWLEN も 0f になっているので、16 バースト転送になっている。


波形を拡大してみた。
AXI4 Master は AXI4-Stream の 3/4 のスループットなので、WVALID が 0 になっている部分も見える。


Export RTL を行った。結果を示す。


CP achieved post-implementation が 7.181 ns なので、100 MHz 動作は大丈夫そうだ。