VPIF驱动分析报告.docx

Dm646x VPIF驱动 分析报告2012年 02月文档修订控制记录版本日期说明修订章节修订说明作者V1.02012-2-17无 无无1、 综述 Dm6467视频接口功能模块可以分别配置两路8位的视频数据采集口（通道01）和输出口（通道23）。通道0和通道1具有相同的硬件结构，而通道2和通道3具有相同的硬件结构.（采集口和输出口的硬件结构不一样）其中通道0和通道1作为视频采集口，通道2和通道3作为视频输出口。 本报告主要就视频采集口来分析，因为在高清相机中未用到视频输出口。 以下分析内容主要依据实验板采集的实际波形、源码测试和TMS320DM646x DMSoC Video Port Interface (VPIF) Users Guide(SPRUER9D)。2、 波形验证 为了确定VPIF采集方式，首先通过波形验证。采集的波形如下： 图2-1 VP_CLKIN1引脚波形 图2-2 VP_D15引脚波形 图2-3 VP_D14引脚波形通过测量实际波形，VP_D0 -VP_D7引脚有数据。VP_8-VP_13引脚没有信号。图2-4 VPIF 接口块图 图2-5 VPIF 接口引脚分配通过图2-4 和图2-5可知： Dm646x VPIF接口主要有三种采集传输方式：BT-656 、BT-1120、Raw Capture mode。图2-1-2-3实际波形分析可知：实验板上使用的是Raw Mode；在SPRUER9D中，提供的关于VPIF raw mode 采集方式的参考时序图： 图2-6 raw 采集接口正常模式时序图图2-1波形可以分析，实验板使用的采样时钟约为57.5MHZ(17.4ns)。raw_v_valid 有效周期约为82ms，raw_h_valid 有效周期约为26us。通过行列有效信号的周期，可以计算出行有效型号周期共有约1600个clock ，再通过列有效信号周期和行有效信号周期分析，可知在一个raw_v_valid有效信号内，共有2400个raw_h_valid有效信号。我们相机采集的图像分辨率为1200*1600(192万像素)，再结合TI JPEG压缩算法处理的图像格式是YUV,在一帧信号内共采集了1200*1600*2个数据，可知采样的YUV格式是YUV4:2:2，也就是说平均每个像素点用两个字节表示。其中一个字节是Y值，另外一个字节是U或V值。已经分析出是raw方式的YUV 4:2:2，接着就是分析出YUV4:2:2的存储方式，因为存储方式(在DDR2中)决定了FPGA给的YUV4:2:2码流的顺序。YUV4:2:2格式主要有三种存储方式通过实验，从内存中读取一帧完整的图像，确定实验板上使用的是YUV422P存储方式，也就是说在一帧图像中，先存放所有的Y值，再存放所有的 U值，最后存放所有的V值，所以FPGA上传图像的时候也按照这样的顺序把一帧图像上传给DSP。在确定YUV和RGB转换公式，经过实验测试，最终确认实验板上使用的YUV实际上是YCbCr。YCbCr其中Y是指亮度分量，Cb指蓝色色度分量，而Cr指红色色度分量。人的肉眼对视频的Y分量更敏感，因此在通过对色度分量进行子采样来减少色度分量后，肉眼将察觉不到的图像质量的变化。标称范围为 16-235 的 8 比特数字 RGB和 YCbCr 之间的基本转换方程式为： Y709 = 0.213R + 0.715G + 0.072BCb = 0.117R 0.394G + 0.511B + 128Cr = 0.511R 0.464G 0.047B + 128R = Y709 + 1.540(Cr 128)G = Y709 0.459(Cr 128) 0.183(Cb 128)B = Y709 + 1.816(Cb 128)当我们将 YCbCr 转换为 RGB时，RGB的标称范围是 16-235，由于 Y 和 CbCr可能偶然超出 16-235 和 16-240 范围（视频处理和噪声的缘故），此时 RGB可能偏移到 0-15 和 236-255 范围内。注意，对于 8 比特的 YCbCr 和 RGB的数字数据，为了避免上溢和下溢，它们的数值不能超出 0 到 255 阶的范围3、 驱动源码寄存器配置验证分析驱动源码中有关通道0 控制寄存器配置iowrite32 (0 / Capture Parameters | ( 0 31 ) /时钟上升沿数据变化 | ( 0 28 ) /8bit 数据宽度 | ( 0 15 ) /Field ID极性不变 | ( 0 14 ) /垂直有效信号极性不变 | ( 0 13 ) /水平有效信号极性不变 | ( 1 12 ) /在SDRAM中基于帧方式存储 | ( 0 10 ) /隔行方式（实验结果没有信号） | ( 0 9 ) /没有垂直辅助数据 | ( 0 8 ) /没有水平辅助数据 | ( 2 6 ) /不影响对于raw | ( 0 5 ) /不影响对于raw | ( 0 4 ) /不影响对于raw | ( 0 3 ) / Y/C 字节流分开 | ( 3 1 ) / CCD capture mode (raw mode) | ( 0 0 ), /通道0关闭使能 vpif_base + VPIF_CHCTRL0 ); 通过实验，把采集方式对应的值改为0或1(BT mode)，不能正常采集，采集方式对于的值为2或者3(raw mode)，能够正常采集。把采集数据宽度改为10bi