3D

Xilinx全新开发平台力助广播设备制造商应对3D技术挑战

2009年,随着3D技术在影院和广播领域的快速推广以及消费类显示设备对视频分辨率不断提出更高的要求,设备设计人员与制造商迎来了前所未有的巨大机遇。《阿凡达》等3D影片为影院带来了巨额收入,成为有史以来最卖座的大片,与此同时,BSkyB、Comcast、Discovery Channel、DirecTV以及ESPN等电视内容提供商也开始计划推出3D电视,吸引客户购买包含3D内容的付费节目,以进一步实现增收。实时3D的发展趋势对设备技术提出了巨大挑战,不仅要求进一步提高存储器的速度、增强性能、尽可能地重复利用现有的基础设施,同时还要不断降低功耗预算。

“安富利杯”赛灵思FPGA设计技巧与应用创新博文大赛---------基于Virtex-5的3D体感互动游戏设计(5)

下面的实现使用软件的方法来实现,在第二个实验里面,我已经构建了一个SOPC的硬件环境,在那里,我只是利用xilinx提供的板级开发包来开发程序,对于实现3D的游戏,我们必须在上面跑操作系统,否则设计就十分的困难,并且不容易实现。
嵌入式系统设计涉及了硬件和软件的开发以及两者的综合设计。对于硬件的设计包括创建硬件平台;添加IP Core以及用户定制外设;生成仿真文件并测试硬件系统:生成硬件系统的仿真文件,利用ModelSim等工具测试系统,对于我们用户自定义的外设,这我已经在前面实现过,就不在赘述。
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下面来讲一讲软件系统的构建,搭建了硬件平台后,我们就可以在软件的空间里面遨游了,首先我们要将操作系统移植到我们的平台上面,我们选择了移植linux操作系统。
现在市场上出现各种各样的商用嵌入式操作系统系,这些操作系统大部分都是为专有系统开发的,从而逐步演化成了现在多种形式的商用嵌入式操作系统百家争鸣的局面。这些操作系统有:Vxworks,Psos,uC/OS,QNX,Linux 和 Windows CE等。下面分别介绍几个具有代表性的嵌入式操作系统。

“安富利杯”赛灵思FPGA设计技巧与应用创新博文大赛---------基于Virtex-5的3D体感互动游戏设计(4)

谈完了上次的动作捕获部分,鉴于图像处理的复杂性,模式识别现在对于我们的动作不活并不能达到很好的稳定性和普适性,我就用加速度传感器和角速度传感器结合的方法来探讨我们的设计。
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“安富利杯”赛灵思FPGA设计技巧与应用创新博文大赛---------基于Virtex-5的3D体感互动游戏设计(3)

在前面我已经实现了两个例子,一个是在FPGA上用纯硬件逻辑写成的类似于打地鼠的游戏,就是有一定数目的LED和与之对应的按键,每一个按键对应一个LED,这些LED随机发光,当它发光时,玩家需要按下与亮的LED对应的按键就为正确,否则错误,并且设置了等级和错误等限制,通过改变亮灯的频率来提高难度,直到游戏结束。另外一个是在FPGA上植入microblaze软核来构建SOPC,添加自己的IP核,如TFT-LCD,GPIO等,然后在上面跑软件程序,在液晶显示屏上面显示游戏画面并且通过中断来检测按键的输入并判断正确与否。
下面我们就进一步的深入来探讨一下我们的这个我们的基于Virtex-5的3D体感互动游戏设计,我们的设计就是希望你能够在游戏里面互动,进行全身心的体验和享受。这个系统整体来讲可以分为几个部分动作捕获,三维重建,整体控制。
现在动作捕获主流的有两种方式:一种就是基于多传感器(以微机电MEMS方式设计的加速度计作为目前的主流的架构和搭配陀螺仪架构成惯性量测系统,以及一系列的其他的传感器)融合的方法和基于视觉的动作捕捉的方法(主要就是用一个或者多个CCD的或者CMOS的传感器来捕捉动作,然后进行处理),

“安富利杯”赛灵思FPGA设计技巧与应用创新博文大赛---------基于Virtex-5的3D体感互动游戏设计(2)(续)

最近一直在忙其他的事,没来得及及时的更新,望见谅。。下面我先把上次的设计补充完整,下面就是继续的补充哦。
3片上系统的开发流程

我们开发我们的片上系统需要用到xilinx的XPS工具。XPS主要用来嵌入式处理器硬件系统的开发。微处理器、外围设备以及这些组件之间的连接问题,另外还有它们各自的属性设置都在XPS里进行。完整的片上系统开发流程主要步骤有:

创建硬件平台;添加IP Core以及用户定制外设;生成仿真文件并测试硬件系统:生成硬件系统的仿真文件,利用ModelSim等工具测试系统,对于我们用户自定义的外设,我们需要自己先验证它的功能;如果没有达到目的,需要返回上一步修改;当我们的硬件平台搭建好了之后,并且经过验证没有问题,那么我们就可以开始下一步,生成硬件比特流:生成硬件网表和比特流文件,这个步骤类似于传统FPGA设计的综合、布局布线、生成编程文件这3个操作,到这里,我们的硬件操作就完成了,下一步就是软件系统的开发了。

3D市场成FPGA厂商蓝海 ASIC遭遇强劲挑战

《阿凡达》3D电影的热映,引发了前所未有的3D热潮。不仅3D电影频频出击,3D电视也着实火了一把,在前不久举办的CES(国际消费电子产品展)展上,各大电视厂商包括索尼、三星、松下等等都纷纷推出3D电视,使之成为CES的最大亮点之一。而无论是电影、电视还是其他3D产品,其实都离不开一项关键技术 ———3D视频处理,目前在这方面唱主角的则是FPGA(可编程逻辑门阵列)技术。