基于DSP的視頻采集驅(qū)動(dòng)程序的設(shè)計(jì)

　　視頻采集驅(qū)動(dòng)程序包括類(lèi)驅(qū)動(dòng)和微驅(qū)動(dòng)兩個(gè)模塊，視頻采集驅(qū)動(dòng)程序的結(jié)構(gòu)框架如圖3所示。

　　類(lèi)驅(qū)動(dòng)使用GIO模塊，GIO模塊的傳輸模式是基于流輸入輸出模塊的同步I/O模式的，更適合文件系統(tǒng)I/O，如視頻采集的應(yīng)用。該模塊的主要API函數(shù)的描述如表1所示。

　　在圖3中，應(yīng)用程序使用GIO_create函數(shù)創(chuàng)建GIO通道，并通過(guò)調(diào)用GIO_submit函數(shù)直接與微驅(qū)動(dòng)的IOM交換數(shù)據(jù)，完成視頻數(shù)據(jù)的采集。

　　應(yīng)用程序通過(guò)GIO類(lèi)驅(qū)動(dòng)調(diào)用微驅(qū)動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)API函數(shù)，這些標(biāo)準(zhǔn)API函數(shù)的描述如表2所示。這些規(guī)定的函數(shù)將放入微驅(qū)動(dòng)的函數(shù)接口表(IOM_Fxns)中，以供應(yīng)用程序通過(guò)GIO類(lèi)驅(qū)動(dòng)調(diào)用。

　　在圖3中，微驅(qū)動(dòng)的IOM接口將應(yīng)用程序獲取圖像的命令打包生成數(shù)據(jù)包，并向微驅(qū)動(dòng)發(fā)送。數(shù)據(jù)包的格式如下： typedef struct IOM_Packet {

　　QUE_Elem link; /* 數(shù)據(jù)包隊(duì)列 */
　　Ptr addr; /* 數(shù)據(jù)地址 */
　　Uns size; /* 數(shù)據(jù)長(zhǎng)度 */
　　Arg misc; /* 保留使用 */
　　Arg arg; /* 應(yīng)用程序 */
　　Uns cmd; /* 命令字段 */
　　Int status; /* 命令完成狀態(tài) */
　　} IOM_Packet;

　　數(shù)據(jù)包中數(shù)據(jù)長(zhǎng)度與數(shù)據(jù)地址兩字段由應(yīng)用程序提供，分別表示獲取圖像的大小及圖像存儲(chǔ)目的地址。微驅(qū)動(dòng)依據(jù)數(shù)據(jù)包中的命令字段，調(diào)用mdSubmitChan函數(shù)將數(shù)據(jù)包放入數(shù)據(jù)包隊(duì)列，等待中斷服務(wù)函數(shù)的處理。視頻采集中的硬件中斷由視頻端口內(nèi)部FIFO的狀態(tài)觸發(fā)，中斷服務(wù)程序根據(jù)數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)地址字段，通過(guò)EDMA將視頻端口內(nèi)部FIFO中的視頻數(shù)據(jù)讀入SDRAM中的圖像存儲(chǔ)目的地址。依據(jù)數(shù)據(jù)包中的數(shù)據(jù)長(zhǎng)度字段，在完成相應(yīng)大小圖像的采集后，中斷服務(wù)程序還將完成以下功能：出列數(shù)據(jù)包；設(shè)置下一次傳送或服務(wù)請(qǐng)求；設(shè)置數(shù)據(jù)包中的命令完成狀態(tài)，并向應(yīng)用程序返回。

　　3 視頻采集驅(qū)動(dòng)中的視頻數(shù)據(jù)傳輸

　　視頻端口內(nèi)部FIFO與SDRAM之間的視頻數(shù)據(jù)傳輸通常有以下幾種方法：軟件查詢、中斷和EDMA方法。軟件查詢消耗CPU的資源太大，是不可取的，中斷數(shù)據(jù)傳輸雖可節(jié)省很多CPU時(shí)間，但沒(méi)有發(fā)揮DM642的EDMA資源。EDMA[6]是在DMA基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，用于在沒(méi)有CPU參與的情況下完成不同存儲(chǔ)空間之間的數(shù)據(jù)搬移。DM642提供了64個(gè)獨(dú)立的EDMA通道，通道的優(yōu)先級(jí)可編程設(shè)置，在沒(méi)有CPU參與的情況下實(shí)現(xiàn)片內(nèi)存儲(chǔ)器、片內(nèi)外設(shè)以及外部存儲(chǔ)空間之間的數(shù)據(jù)高速搬移。因此，為減輕CPU的負(fù)擔(dān)，發(fā)揮DM642的強(qiáng)大的外部數(shù)據(jù)傳輸能力，視頻采集驅(qū)動(dòng)使用EDMA完成視頻數(shù)據(jù)從FIFO到SDRAM的傳輸。

　　3.1 基于雙EDMA通道的視頻數(shù)據(jù)傳輸
　　
　　利用EDMA將FIFO中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絊DRAM中有兩種方法，但是它們的性能卻差別很大。一種方法是利用EDMA將FIFO中的數(shù)據(jù)直接傳送到SDRAM中。這種方法雖然簡(jiǎn)單且易于操作，但它沒(méi)有充分發(fā)揮SDRAM的頁(yè)讀寫(xiě)的優(yōu)越性，原因在于EDMA讀取FIFO和寫(xiě)入SDRAM時(shí)分為兩個(gè)不同過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此EMIF(外部存儲(chǔ)器接口)的時(shí)序不斷地在兩者之間切換，造成很大的時(shí)間浪費(fèi)，所以這種傳輸效率不高。

　　由于DM642視頻端口的內(nèi)部FIFO提供“滿”、“半滿”、“空”三種狀態(tài)，另一方法使用兩個(gè)EDMA通道進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。以亮度信號(hào)的傳輸為例，當(dāng)用于存儲(chǔ)亮度分量的內(nèi)部FIFO半滿(640字節(jié))時(shí)，觸發(fā)DM642的硬件中斷，在中斷服務(wù)程序中啟用一個(gè)EDMA通道將數(shù)據(jù)從FIFO中讀出，存放到緩沖區(qū)BUF中。傳輸完畢后，啟動(dòng)另一個(gè)EDMA通道將數(shù)據(jù)從BUF中傳輸?shù)絊DRAM中。這樣，兩個(gè)EDMA通道分別進(jìn)行讀取FIFO和寫(xiě)入SDRAM的操作，避免了EMIF時(shí)序的切換，可以保證EDMA的有效傳輸。