基于TMS320DM642视频采集驱动开发

时间：2015-03-23 来源：扁平线圈电感厂家点击：

摘要:TMS320DM642是TI公司推出的一款针对多媒体处理领域应用的芯片。文中简要介绍了TMS320DM642芯片的性能特点和在其上编写视频采集驱动的原理，结合TMS320DM642芯片类/微型驱动模型，提供了按帧采集ITU-RBT.656数据驱动的实现方法，并详细讨论视频采集驱动的硬件配置及软件设计中的帧缓存管理、同步及数据搬运等关键技术。
关键词：TMS320DM642芯片；视频采集；同步；类/微驱动

TMS320DM642 是一款针对视频和图像解决方案的高性能数字多媒体处理器，具有极强的处理性能" 高度的灵活性和可编程性。因此主要用于视频信号处理和通信。结合合适的编码器控制算法，具有较高运算速度的TMS320DM642DSP 芯片可以作新电感器生产一带视频压缩标准H.264编、解码器的硬件平台，实现满足应用需求的H.264 编码器^【1】。

驱动程序位于计算机软件的最低层(HAL 为硬件抽象层) , 直接与硬件设备的特性联系在一起。编写驱动程序不仅要了解设备的特性, 而且还要了解操作系统的结构难度较大^【2】。本文结合TMS320DM642芯片特点详细介绍了视频采集驱动开发。并详细讨论了驱动中帧缓存管理、同步及数据搬运等关键技术的实现。

1 TMS320DM642DSP芯片性能特点

DM642^[3]是TI公司推出的一款针对多媒体处理领域应用的DSP，它是在C64x的基础上，增加了很多外围设备和接口。主要的片上外设有：三个可配置的视频接口，可以和视频输入，输出或传输流输入无缝连接，VCXO 内插控制端口(VIC)， I²C总线模块等。这些接口和外设使得DM642比C6416更适合处理视频码流。

TI针对C64x系列的DSP提出了一种类/微型驱动模型^[4]，这种模型在功能上将设备驱动程序分为依赖硬件层（微型驱动）和不依赖硬件层（类驱动两层），两层之间使用插件电感标准的接口进行通信。类驱动为设备驱动的顶层，向应用程序提供统一的API接口，是应用程序与微驱动之间的接口。微驱动为设备驱动的底层，它直接处理所有外部设备的控制和初始化工作。类、微驱动程序的模型如图1所示。

2 视频采集驱动硬件配置

本文采用类/微驱动模型编写DM642芯片视频端口的视频采集驱动程序，充分利用片上的VP视频端口^[5]和EDMA。经过A/D转换后的视频数据首先缓存到视频端口的FIFO中，FIFO写满之后通知EDMA将这些数据按照一定的规则搬运到SDRAM中。应用程序通过类驱动向微型驱动提交I/O请求，类驱动根据微型驱动的返回参数实现同步I/O请求。本文详细讨论按帧采集8 bit ITU-R BT.656视频数据驱动的实现方法。

2.1视频端口配置

TMS320DM642有三个可配置的视频端口：VP0、VP1和VP2，片式电感与视频采集芯片连接，无需外加逻辑控制电路和FIFO缓存，只需编程者编写相关驱动程序，就可实现图像采集或显示。每个视频端口各有20根数据输入输出管脚；每个端口又可以分为A和B两个通道，分别处理一路视频的采集或显示；各端口又可以配置为8/10-bit ITU-R BT.656模式、8/10-bit Raw 模式、8/10-bit Y/C模式、16/20-bit Raw模式和TSI模式等。

视频端口配置为双通道视频采集时，0~9bit管脚分配给通道A，10~19bit管脚分配给通道B。由于采样后的数据按8bit量化，所以仅使用每个通道的后8个管脚，即将VPxD2~9，VPxD12~19（x对应三个端口0，1，2）直接与A/D芯片的8根输出管脚相连。输入的PAL/NTS功率电感器C模拟信号经过视频解码芯片A/D后形成的数字视频信号直接进入相应的视频端口中。

当采集8 bit ITU-R BT.656数据时，视频端口接收A/D的亮度与色度的复合数据流（YUV422，称为packet格式：Cb,Y,Cr,Y,Cb,Y,Cr ），然后将它分解成三个单独的数据流（planar格式），分别是Y，U，V，再将分离后的数据打包存放到各自的FIFO中。

将FIFO分成3部分，其中为亮度数据分量分配的FIFO为1280B，为每个色度数据分量分配FIFO为640B；每个FIFO都有相关的存储器映射地址：YSRC，CBSRC和CRSRC；EDMA将使用一体电感这些地址作为数据搬运操作的源地址。每个视频端口最多可以使用六个EDMA通道，当某个FIFO的计数器到达VCTHRLDn寄存器设置的数值时，就可以触发相应的EDMA（增强的直接存储器存取控制器）事件。