[发明专利]一种基于FPGA云的图像处理硬件逻辑HDL模块的线上验证方法

权利要求书

1.一种基于FPGA云的图像处理硬件逻辑HDL模块的线上验证方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，用户在远程客户端通过SSH的方式连接至云端，使用SFTP将测试用图像文件与待测试图像处理硬件逻辑HDL设计文件提交至FPGA云服务器；

S2，向用户提供已实现的接口逻辑网表文件；

S3，通过脚本建立工程、编译代码，综合生成可下载的比特流文件；

S4，用户编译驱动方法，服务器主机向FPGA传输待测图像数据；待测图像数据发送完后，发送写数据完成信号，等待FPGA处理完成；服务器主机收到FPGA处理完成信号后，启动读数据；读数据完成后，将图像数据重新写回图片，并使用SFTP从服务器上下载图片到本地主机查看。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向用户提供已实现的接口逻辑网表文件，其中已实现的接口逻辑网表文件对应的逻辑接口模块包括图像数据传输模块和图像数据存储模块，图像数据存储模块包含写图像数据控制模块和读图像数据控制模块，分别控制存储单元的读写。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述图像数据存储模块采用片外存储单元，包括DDR3和/或DDR4。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述图像数据传输模块包括面向外部接口的PCIe接口和面向用户逻辑模块的用户逻辑接口，其中PCIe接口利用AXI4/Avalon进行访问，用户逻辑接口采用数据包传输协议，包括xx_sop代表数据包起始信号，xx_eop代表数据包结束信号，xx_vld代表数据有效信号和xx_data代表图像数据。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过脚本建立工程、编译代码，综合生成可下载的比特流文件，包括以下步骤：

S31，将用户的顶层模块usr_top通过局部综合的方式生成用户逻辑网表文件；

S32，将用户逻辑网表文件和已实现的接口逻辑网表文件进行验证，验证自定义用户逻辑接口信号是否匹配提前实现的接口逻辑模块内的信号；

S33，将用户逻辑网表文件和已实现的接口逻辑网表文件进行联合布局、布线生成比特流文件，再使用布局和布线工具生成可下载的比特流文件。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述脚本包括：

脚本1：compile.sh将会首先调用EDA工具用于后续的综合、实现，接着读入creat_usr_project.tcl、run_usr_synth.tcl和generate_bit.tcl三个脚本；

脚本2：creat_usr_project.tcl该脚本将会导入用户的逻辑代码和ip，并建立用户工程usr_prj；

脚本3：run_usr_synth.tcl该脚本将编译和综合用户工程的代码，并生成用户逻辑网表文件；

脚本4：generate_bit.tcl首先该脚本会分别导入用户逻辑网表文件和已实现的接口逻辑网表文件，然后导入设计要求的约束文件；其中的约束文件包含物理约束和时序约束。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述S4中驱动方法包括以下步骤：

S41，读入图片，并提取图像数据存至内存；

S42，打开PCIe设备配置接口描述符，通过单次读写回传数据检测PCIe是否正常工作；

S43，通过PCIe配置接口发送配置参数，配置参数包括图像宽度col和图像高度row；

S44，打开PCIe设备数据发送接口描述符，调用函数host_to_fpga()发送图像数据；图像数据发送完成后调用配置接口写数据函数write_axi_lite()，发送图像数据写完成信号；

S45，等待FPGA处理完成，并且每隔1s调用配置接口读数据函数read_axi_lite()判断FPGA是否处理完成；当读到FPGA处理完成信号后，打开PCIe设备数据接收接口描述符，调用函数fpga_to_host()读取处理后的图像数据；

S46，将接收到的图像数据写回图片，并下载到本地主机。