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【阿东之Xilinx FPGA 摄像头调试随记】

已有 1600 次阅读2017-11-28 23:07 |个人分类:FPGA| FPGA, 摄像头

我们的Xilinx S6M开发板是SPARTAN 6 LX9的片子，因为我们的摄像头程序都是ALTERA的QUARTUS的工程，该工程里面需要用到两个和厂家相关的特性，PLL和FIFO，XILINX和ALTERA两家对于PLL和FIFO的管脚和复位等都不一致，器件的管脚约束和时序约束也不一样，因此移植的工作量还是比较大的。如果没有对两家特性有仔细的研究，还是会遇到很多坑的。
像我阿东这样的大拿（不谦虚一下），在移植的时候，也遇到了很多坑，首先第一个就是PLL，PLL带有复位管脚，复位管脚PLL的手册上没有说是高复位还是低复位，虽然我之前经常使用XILINX的各种FPGA，不过还是没有记住，然后测试了下，发现复位管脚高是复位的，低是解复位。另外ALTERA的PLL和XILINX的PLL，可能倍频性能也不一致，当然这次没有遇到。
其次遇到的是FIFO，FIFO差异就更大了，包括复位和各个管脚都不一样，但是基本功能都是差不多的，经过测试，也发现FIFO复位高表示复位。然后是生成FIFO，XILINX的生成需要使用ISE的CORGEN工具，这个生成需要保持和ALTERA一样的FIFO特性，比如都是异步FIFO，延迟都是一拍，都需要FIFO带有datacnt（表示当前FIFO里面存储的数据个数）计数。期间因为不确定这个FIFO的datacnt是否可以使用，一度自己生成了一个datacnt，不过还是没有好，最后改回去发现，Xilinx的异步FIFO的datacnt是可以用的。
再次遇到的是各种编译问题，首先是时钟编译报错，好好的东西在QUARTUS里面也没有报错啊，经过各种分析发现，XILINX的时钟处理很麻烦，时钟不能直接输出到IO，需要加ODDR，然后才能接到IO中，这个ODDR我是添加了，但是一直没有清晰的图像，很是纳闷，最后发现居然是ODDR时钟接错了，ODDR需要方法如下:
ODDR2 #(
.DDR_ALIGNMENT("NONE"),          // Sets output alignment to "NONE", "C0" or "C1"
.INIT(1'b0),                      // Sets initial state of the Q output to 1'b0 or 1'b1
.SRTYPE("SYNC")                   // Specifies "SYNC" or "ASYNC" set/reset
) U_ODDR2_0
(
   .Q (sdram_clk),                // 1-bit DDR output data
   .C0(sdram_clk_tmp),                // 1-bit clock input
   .C1(~sdram_clk_tmp ),                // 1-bit clock input
   .CE(1'b1),                      // 1-bit clock enable input
   .D0(1'b1),                      // 1-bit data input (associated with C0)
   .D1(1'b0),                      // 1-bit data input (associated with C1)
   .R(1'b0),                      // 1-bit reset input
   .S(1'b0)                         // 1-bit set input
);
但是我写错成如下方式：

ODDR2 #(
.DDR_ALIGNMENT("NONE"),          // Sets output alignment to "NONE", "C0" or "C1"
.INIT(1'b0),                      // Sets initial state of the Q output to 1'b0 or 1'b1
.SRTYPE("SYNC")                   // Specifies "SYNC" or "ASYNC" set/reset
) U_ODDR2_0
(
   .Q (sdram_clk),                // 1-bit DDR output data
   .C0(sdram_clk_tmp2),                // 1-bit clock input
   .C1(~sdram_clk_tmp ),                // 1-bit clock input
   .CE(1'b1),                      // 1-bit clock enable input
   .D0(1'b1),                      // 1-bit data input (associated with C0)
   .D1(1'b0),                      // 1-bit data input (associated with C1)
   .R(1'b0),                      // 1-bit reset input
   .S(1'b0)                         // 1-bit set input
);
导致SDRAM时钟异常，所以图像异常不清楚。还好发现了。
最开始调试时候的波形一直如下所示：

后来改了ODDR时钟后，图像恢复正常，坑爹！

然后是时序约束了，别问我不加行不，不加不行，摄像头的频率还是很高的，不加会导致图像显示异常甚至不显示，时序约束和QUARTUS的也不一致，不过转换相对简单，看懂了就知道怎么改了。
系统时钟约束如下：
Net clk_50 LOC = T8 | TNM_NET = sys_clk_pin;

TIMESPEC TS_sys_clk_pin = PERIOD sys_clk_pin 50000 kHz;

经过上面的几个大坑，最终OV7670/7725的视频正常清晰显示了，唯一安慰的是发现XILINX的板子的图像比ALTERA的要清晰一点点，可能是和XILINX的时序优化相关。

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dongdong100