2026年FPGA大赛用国产高云FPGA做实时视频拼接，4路HDMI输入DDR4带宽不够用，行缓冲和分块缓存怎么设计？

行交织其实没那么可怕，缝的问题可以用两行重叠加线性插值解决。分块缓存别搞太碎，按列分4块就行，每块独立读写，仲裁给写请求高优先级，读请求靠帧级乒乓缓存扛住。你先算下DDR4实际有效带宽，别拿理论值吓自己。

先说结论：你这个场景，行交织和分块缓存不是二选一，是配合用的。行交织适合带宽紧张，但拼接缝的撕裂感主要来自两路输入的时间差，不是行交织本身。建议你每路输入先做一帧的乒乓缓存，帧内用行交织写DDR4，读的时候按目标拼接位置取行，这样带宽能省不少。拼接缝的处理，我见过比较稳的做法是重叠两行，用上一次和下一次的亮度差值做简单线性混合，延迟也就多一两行，视觉上几乎看不出。分块缓存的话，按列分成四块，每块独立FIFO，读写指针分开，这样DDR4的bank冲突会明显少。仲裁方面，写优先级必须比读高，因为写是实时采集，丢了就没了，读丢了还能靠下一帧刷新回来。另外，DDR4的有效带宽一般也就理论值的60%到70%，你算的时候要留足余量。如果实在不够，可以降一档分辨率到900p做中间拼接，输出再插值，很多商业方案就这么干的。你们用的GW5AT我记得有硬核DDR4控制器，里面有个低延迟模式，打开之后读延迟能低不少，值得试试。

个人感觉你卡在带宽上，核心问题是没把读和写分开看。写是固定的四路1080p60，每路像素时钟约148.5MHz，四路加起来大概需要2.4GB/s的带宽。读呢，是拼接后的输出，如果也是1080p60，那带宽差不多是0.6GB/s。加起来3GB/s，DDR4-2400的理论带宽是19.2GB/s，但实际能到6GB/s就算不错了。所以理论上够，但你的仲裁策略得对。我建议写操作占70%的带宽配额，读占30%，用简单的权重轮询，别用严格优先级，否则读会饿死。分块缓存按列分，每块大小设成一行数据的两倍，这样DDR4的burst长度能对齐，效率高很多。行交织的话，缝的处理可以试试在拼接边界处做2像素的渐变过渡，比线性插值便宜，FPGA里就一个减法器加一个查找表的事。你们是第一次用高云的片子吗？我记得GW5AT的DDR4控制器有个写合并功能，开了之后能把相邻地址的小写请求合并成大块写，能省不少效率。建议先跑个简单的读写测试，把实际带宽测出来再定方案，别光算理论值。

其实你算带宽的时候，可能把问题想复杂了。四路1080p60写入，加一路拼接输出读出，理论值确实需要3GB/s左右，但DDR4-2400在FPGA里跑，效率能到50%就不错了，所以硬件层面肯定够用，真正的问题是访问模式。我建议你别纠结行交织还是分块缓存，先想清楚一个事：你的拼接缝到底是水平方向还是垂直方向？如果是左右拼接，那每路输入只需要存列方向的局部数据，这时候分块缓存按列切，每块大小设为一行像素的两倍，配合DDR4的burst长度，效率能提不少。行交织的问题在于，它把多路数据交错写进同一片地址空间，读的时候要按拼接位置重新排列，如果两路输入的时间戳没对齐，缝处就会出撕裂。我见过一个比较省资源的做法：每路输入先做一行FIFO延迟对齐，然后用一个简单的状态机控制写地址，让四路数据按列分四个bank区域独立写，读的时候按目标行地址去四个区域分别取，最后在缝处做两像素的渐变混合。这个渐变不贵，就是一个减法器加一个LUT，但能把撕裂感压到人眼几乎察觉不到。仲裁方面，写优先级必须高于读，因为采集丢帧是不可恢复的，但读可以靠帧级乒乓缓存兜底——你输出端挂两帧的DDR空间，读请求可以从这个缓存里取，这样即使写突发占满总线，读也不会断。最后提醒一下，高云GW5AT的DDR控制器IP，默认仲裁是固定优先级的，你得自己在外围包一层权重轮询逻辑，不然四路写之间也会互相饿死。你们现在用的是哪一版IP？我记得不同版本的burst长度配置差挺多的，这个会影响分块大小的选择。