郑建立，漆荣辉，张　璐

(上海理工大学 医疗器械与食品学院，上海 200093)



基于AXI4-Stream总线的数字视频接口IP核设计

郑建立，漆荣辉，张璐

(上海理工大学 医疗器械与食品学院，上海 200093)

针对数字视频IP核间高速流数据传输，设计并实现了一种基于AXI4-Stream总线的数字视频接口IP核，对外部输入ITU601格式的数字视频信号，将其格式转化为符合AXI4-Stream总线协议的信号，并通过IP核的主端口输出到下一级IP核的从端口。采用XilinxISEDesignSuite14.6软件综合设计实现，结合ISE自带ISim软件完成功能仿真，通过实际硬件电路验证了设计的正确性及可行性。

AXI4-Stream；数字视频信号；IP核

在SOC系统设计中，高级微控制器总线结构(AdvancedMicrocontrollerBusArchitecture，AMBA)被广泛采用，已经迅速成为SOC结构和IP核开发的标准[1]。AXI4、AXI4-Lite、AXI4-Stream这3种总线标准是AMBA第4版的重要组成部分。AXI4总线有助于最大化性能和能效；AXI4-Lite总线和AXI4-Stream总线是FPGA实现的理想选择。AMBA4.0总线是标准接口规范，由多家企业共同为行业而设定，包括业界领先的OEM厂商、半导体及EDA供应商等[2]，可确保不同IP核的兼容，加快SOC设计效率。

本文在深入分析和研究AXI4-Stream总线协议的基础上，通过VHDL硬件描述语言实现了对ITU601格式的数字视频输入信号转化为符合AXI4-Stream协议的视频输出信号，并通过ISim软件仿真及在基于XilinxZynq7000芯片设计的内窥镜视频处理系统电路上得到验证。

1　AX I4-Stream总线协议

AXI4-Stream总线是以突发传输为机制并没有突发长度限制的总线[3]。总线采用握手机制实现数据的收发，没有地址通道，没有读写使能，一般情况均是写数据从主设备到从设备的传输。AXI4-Stream总线接口协议主要面向高速流数据传输，可用于连接一个产生数据的主机和一个接受数据的从机，当然也可用于连接多个主机和从机。……