並列ステレオカメラによる距離の測定5（ZYBO 0 のハードウェア4）

”並列ステレオカメラによる距離の測定4（ZYBO 0 のハードウェア3）”の続き。

前回はタイミング違反を修正して、再度ビットストリームを生成し、SDKを立ち上げた。
今回は、SDK上でアプリケーション・プロジェクトを作製して、ソフトウェアを作り、ZYBO上で動かしてみよう。

SDK の File メニューからNew -> Application Project を選択する。

Project name に cam_disp と入力した。Next > ボタンをクリックした。OS Platform は取りあえず、ベアメタル・アプリケーションとするので、デフォルトの standalone に設定した。


Available Templates から Empty Application を選択する。Finish ボタンをクリックした。


今、使用しているVivado のバージョンは 2015.3 だが、2015.1 の時の Templates から明らかに項目が増えている。OpenAMP 関連の項目や、MPSoC 関連の項目が増えているようだ。Vivado 2015.1 の時のAvailable Templates 画面を下に示す。


cam_disp Application Project と cam_disp_bsp Board Support Package が生成された。


次に、カメラ画像を表示されるソフトウェア cam_disp_aixs.c を作る。

cam_disp Application Project の src フォルダから 右クリックし、右クリックメニューから New -> Source File を選択した。


New Source File ダイアログで Source file に cam_disp_axis.c を入力して、Finish ボタンをクリックした。


cam_disp_axis.c は、”AXI4-Stream版ラプラシアンフィルタIPのカメラ表示システム9（カメラ画像表示は完成）”のCソースコードを元に、bitmap_disp_cntrler_axi_master_1 の処理を追加した。

セーブするとビルドされ、elf ファイルが自動的に生成された。

SDK のXilinx Tools -> Program FPGA を選択した。

Program FPGA ダイアログが表示され、Program ボタンをクリックした。


Zynq へのFPGA コンフィギュレーション・データのダウンロードが成功した。


cam_disp.elf バイナリを起動する。

cam_disp.elf を右クリックし、右クリックメニューから Run AS -> Launch on Hardware (GDB) を選択した。


VGAポートにカメラ画像が表示されたが、フレームレートが遅すぎる。
フレームレートは15fps / 3 = 5 fps 程度と思われる。これは、AXI VDMAで 3 画面分のフレームバッファを取っているけれども私の作ったビットマップ・ディスプレイ・コントローラのフレームバッファが1フレームであるので、15 fps のカメラ画像の更新頻度が 1/3 になってしまうためである。


HDMIポートにもXGA画像が表示されているが、予想通り、時々消えてしまう。


フレームレートが遅いのが我慢出来ないので、ビットマップ・ディスプレイ・コントローラのAXI4 Stream 版を作って、AXI VDMAからもらったカメラ画像のAXI4 Stream を使って表示ししてみたい。それに、HDMI へのXGA 出力はDigilent 社から配っている rgb2dvi IPを使用したい。

最後に、cam_disp_axis.c を貼っておく。

// cam_disp_axis.c

// 2015/11/19 by marsee

//

// Refered to Xilinx\SDK\2015.1\data\embeddedsw\XilinxProcessorIPLib\drivers\axivdma_v5_1\doc\html\api

// Refered to https://github.com/elitezhe/Atyls-VDMA-one-in-one-out/blob/master/SDK/colorbar/src/helloworld.c

// Refered to http://www.xilinx.com/support/documentation/ip_documentation/axi_vdma/v6_2/pg020_axi_vdma.pdf

// Refered to http://forums.xilinx.com/t5/Embedded-Processor-System-Design/Axi-VDMA-on-Digilent-Atlys/td-p/297019/page/2

//

// normal camera out

//

#include <stdio.h>

#include <stdlib.h>

#include "xaxivdma.h"

#include "xil_io.h"

#include "xparameters.h"

#include "sleep.h"

#define NUMBER_OF_WRITE_FRAMES 3 // Note: If not at least 3 or more, the image is not displayed in succession.

#define HORIZONTAL_PIXELS 800

#define VERTICAL_LINES 600

#define PIXEL_NUM_OF_BYTES 4

#define FRAME_BUFFER_ADDRESS 0x10000000

static XAxiVdma_DmaSetup Vdma0_WriteCfg;

void cam_i2c_init(volatile unsigned *mt9d111_i2c_axi_lites) {

    mt9d111_i2c_axi_lites[64] = 0x2; // reset tx fifo ,address is 0x100, i2c_control_reg

    mt9d111_i2c_axi_lites[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 unsigned *mt9d111_i2c_axi_lites, unsigned int device_addr, unsigned int write_addr, unsigned int write_data){

    mt9d111_i2c_axi_lites[66] = 0x100 | (device_addr & 0xfe);   // Slave IIC Write Address, address is 0x108, i2c_tx_fifo

    mt9d111_i2c_axi_lites[66] = write_addr;

    mt9d111_i2c_axi_lites[66] = (write_data >> 8)|0xff;         // first data

    mt9d111_i2c_axi_lites[66] = 0x200 | (write_data & 0xff);        // second data

    cam_i2x_write_sync();

}

int main(){

// malloc frame buffer

// unsigned int *frame_buffer = (unsigned int *)malloc(HORIZONTAL_PIXELS * VERTICAL_LINES * PIXEL_NUM_OF_BYTES * NUMBER_OF_WRITE_FRAMES);

// AXI VDMA Initialization sequence

XAxiVdma_Config *XAxiVdma0_Config;

XAxiVdma XAxiVdma0;

int XAxiVdma0_Status;

XAxiVdma0_Config = XAxiVdma_LookupConfig(XPAR_CAMERA_INTERFACE_AXI_VDMA_0_DEVICE_ID); // Look up the hardware configuration for a device instance

if (XAxiVdma0_Config == NULL){

fprintf(stderr, "No AXI VDMA found\n");

return(-1);

}

XAxiVdma0_Status = XAxiVdma_CfgInitialize(&XAxiVdma0, XAxiVdma0_Config, XAxiVdma0_Config->BaseAddress); // Initialize the driver with hardware configuration

if (XAxiVdma0_Status != XST_SUCCESS){

fprintf(stderr, "XAxiVdma_CfgInitialize() failed\n");

return(-1);

}

XAxiVdma_Reset(&XAxiVdma0, XAXIVDMA_WRITE);

while(XAxiVdma_ResetNotDone(&XAxiVdma0, XAXIVDMA_WRITE)) ;

XAxiVdma0_Status = XAxiVdma_SetFrmStore(&XAxiVdma0, NUMBER_OF_WRITE_FRAMES, XAXIVDMA_WRITE); // Set the number of frame store buffers to use.

Vdma0_WriteCfg.VertSizeInput = VERTICAL_LINES;

Vdma0_WriteCfg.HoriSizeInput = HORIZONTAL_PIXELS * PIXEL_NUM_OF_BYTES;

Vdma0_WriteCfg.Stride = HORIZONTAL_PIXELS * PIXEL_NUM_OF_BYTES; // Indicates the number of address bytes between the first pixels of each video line.

Vdma0_WriteCfg.FrameDelay = 0; // Indicates the minimum number of frame buffers the Genlock slave is to be behind the locked master. This field is only used if the channel is enabled for Genlock Slave operations. This field has no meaning in other Genlock modes.

Vdma0_WriteCfg.EnableCircularBuf = 1; // Indicates frame buffer Circular mode or frame buffer Park mode.  1 = Circular Mode Engine continuously circles through frame buffers.

Vdma0_WriteCfg.EnableSync = 0; // Enables Genlock or Dynamic Genlock Synchronization. 0 = Genlock or Dynamic Genlock Synchronization disabled.

Vdma0_WriteCfg.PointNum = 0; // No Gen-Lock

Vdma0_WriteCfg.EnableFrameCounter = 0; // Endless transfers

Vdma0_WriteCfg.FixedFrameStoreAddr = 0; // We are not doing parking

XAxiVdma0_Status = XAxiVdma_DmaConfig(&XAxiVdma0, XAXIVDMA_WRITE, &Vdma0_WriteCfg);

if (XAxiVdma0_Status != XST_SUCCESS){

fprintf(stderr, "XAxiVdma_DmaConfig() failed\n");

return(-1);

}

// Frame buffer address set

unsigned int frame_addr = (unsigned int)FRAME_BUFFER_ADDRESS;

int i;

for (i=0; i<NUMBER_OF_WRITE_FRAMES; i++){

Vdma0_WriteCfg.FrameStoreStartAddr[i] = frame_addr;

frame_addr += HORIZONTAL_PIXELS * PIXEL_NUM_OF_BYTES * VERTICAL_LINES;

}

XAxiVdma0_Status = XAxiVdma_DmaSetBufferAddr(&XAxiVdma0, XAXIVDMA_WRITE, Vdma0_WriteCfg.FrameStoreStartAddr);

if (XAxiVdma0_Status != XST_SUCCESS){

fprintf(stderr, "XAxiVdma_DmaSetBufferAddr() failed\n");

return(-1);

}

// axis_switch_1, 1to2 ,Select M00_AXIS

// Refer to http://marsee101.blog19.fc2.com/blog-entry-3177.html

Xil_Out32((XPAR_CAMERA_INTERFACE_AXIS_SWITCH_1_BASEADDR+0x40), 0x0);

Xil_Out32((XPAR_CAMERA_INTERFACE_AXIS_SWITCH_1_BASEADDR+0x44), 0x80000000); // disable

Xil_Out32((XPAR_CAMERA_INTERFACE_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_CAMERA_INTERFACE_AXIS_SWITCH_0_BASEADDR+0x40), 0x0);

Xil_Out32((XPAR_CAMERA_INTERFACE_AXIS_SWITCH_0_BASEADDR), 0x2); // Commit registers

// VDMA start

XAxiVdma0_Status = XAxiVdma_DmaStart(&XAxiVdma0, XAXIVDMA_WRITE);

if (XAxiVdma0_Status != XST_SUCCESS){

fprintf(stderr, "XAxiVdma_DmaStart() failed\n");

return(-1);

}

// mt9d111_inf_axis_0, axi_iic_0, bitmap_disp_cntrler_axi_master_0

    volatile unsigned int *bmdc0_axi_lites;

    volatile unsigned int *bmdc1_axi_lites;

    volatile unsigned int *mt9d111_axi_lites;

    volatile unsigned int *mt9d111_i2c_axi_lites;

    bmdc0_axi_lites = (volatile unsigned *)XPAR_BITMAP_DISP_CNTRLER_AXI_MASTER_0_BASEADDR;

    bmdc1_axi_lites = (volatile unsigned *)XPAR_BITMAP_DISP_CNTRLER_AXI_MASTER_1_BASEADDR;

    mt9d111_axi_lites = (volatile unsigned *)XPAR_CAMERA_INTERFACE_MT9D111_INF_AXIS_0_BASEADDR;

    mt9d111_i2c_axi_lites = (volatile unsigned *)XPAR_CAMERA_INTERFACE_AXI_IIC_0_BASEADDR;

    bmdc0_axi_lites[0] = (volatile unsigned int)FRAME_BUFFER_ADDRESS; // Bitmap Display Controller 0 start

    bmdc1_axi_lites[0] = (volatile unsigned int)FRAME_BUFFER_ADDRESS; // Bitmap Display Controller 1 start

    mt9d111_axi_lites[0] = (volatile unsigned int)FRAME_BUFFER_ADDRESS; // Camera Interface start (Address is dummy)

    // CMOS Camera initialize, MT9D111

    cam_i2c_init(mt9d111_i2c_axi_lites);

    cam_i2c_write(mt9d111_i2c_axi_lites, 0xba, 0xf0, 0x1);      // Changed regster map to IFP page 1

    cam_i2c_write(mt9d111_i2c_axi_lites, 0xba, 0x97, 0x20); // RGB Mode, RGB565

    mt9d111_axi_lites[1] = 0; // One_shot_mode is disabled

return(0);

}