01
FPGA图像采集系统概述
图像传感器接口介绍（MIPI、LVDS、DVP）· FPGA优势· 系统架构设计
接口架构
02
开发环境搭建
Vivado/Vivado HLS安装· 仿真配置· IP核管理· Git基础
工具版本控制
03
图像传感器驱动设计
I2C配置· 寄存器读写· PLL时钟· 帧同步解析
驱动I2C
04
MIPI CSI-2接口接收
D-PHY物理层· Lane管理· 长包/短包解析· CRC校验
MIPI协议
05
LVDS接口接收
电气特性· SerDes解串· 像素时钟恢复· 数据对齐
LVDSSerDes
06
DVP接口接收
并行数据采集· 行场同步· 像素时钟域同步· 格式转换
DVP同步
07
图像数据缓存设计（一）
双端口RAM· FIFO深度· 异步FIFO· 读写时序
缓存FIFO
08
图像数据缓存设计（二）
DDR3/DDR4控制器· AXI4总线· 内存映射· 突发传输
DDRAXI
09
视频时序生成
VESA/CEA标准· 消隐区计算· 像素时钟· 同步信号
时序VESA
10
色彩空间转换
RGB888转YUV444· YUV422· YCbCr/HSV· 校正矩阵
色彩矩阵
11
图像缩放（一）
最近邻/双线性插值· 流水线设计· 行缓冲Line Buffer
插值LineBuffer
12
图像缩放（二）
双三次插值· 缩放系数· 边界处理· 资源优化
缩放优化
13
图像滤波（一）
均值/高斯/中值滤波· Sobel边缘检测· 窗口生成器
滤波边缘
14
图像滤波（二）
双边滤波· 引导滤波· 膨胀/腐蚀· 自定义卷积核
形态学卷积
15
直方图处理
直方图统计· 均衡化· CLAHE· FPGA累加器
直方图CLAHE
16
图像增强
伽马校正· 对比度拉伸· 锐化(拉普拉斯/Unsharp Mask)· 动态范围压缩
增强伽马
17
帧率转换与去隔行
帧率提升(FRC)· 场合并· 运动自适应去隔行· Deinterlacer
帧率去隔行
18
视频叠加与OSD
字符生成器· 位图叠加· Alpha混合· 多图层管理
OSD叠加
19
图像压缩（一）
JPEG编码· DCT变换· 量化表· Huffman编码
JPEGDCT
20
图像压缩（二）
JPEG2000小波· 运动估计/补偿· 码率控制· 硬件加速器
小波码率
21
图像传输接口
HDMI/DVI· DisplayPort· SDI· GigE Vision协议
接口GigE
22
实时处理流水线
乒乓操作· 流水线平衡· 数据流控制· 反压Backpressure
流水线反压
23
时序分析与约束
时钟域分析· 建立/保持时间· IO延迟约束· 时序报告
时序约束
24
资源优化与功耗管理
逻辑复用· BRAM/URAM· 时钟门控· 动态电压频率调整
优化功耗
25
调试与验证
ILA/VIO核· 逻辑分析仪· 仿真测试平台· 覆盖率分析
调试ILA
26
多摄像头同步
硬件触发· 时间戳对齐· 帧缓冲管理· 拼接预处理
多摄同步
27
AI加速器集成
CNN量化· 卷积加速器· 权重缓存· TensorRT/DPU部署
AIDPU
28
嵌入式系统集成
MicroBlaze· AXI DMA· Linux驱动· OpenCV移植
嵌入式Linux
29
项目实战（一）
1080P@60fps边缘检测· HLS实现Canny· 性能调优
实战Canny
30
项目实战（二）
4K超高清缩放增强· 多IP集成· 系统级验证与测试
4K系统验证