软件开发总结

1、 内部648软件开发介绍一 DM648介绍DM648属于TI达芬奇系列，采用单核C64X+定点CPU，支持最高频率1.1GHz，有两个乘法器支持四个16bits*16bits(结果32bits)单个clock cycle或者八个8bits*8bits(结果16bits)单个clock cycle。还有6个ALU。648的片上存储器有L1P(32KB),L1D(32KB),L2(512KB)648集成了五个视频口VPORT,省去FPGA做FIFO，可以节省产品成本。648集成了丰富的外设，包括edma(64个通道)，SPI，I2C，UART，EMIF，DDR2，Ethernet，gpio(32个

2、)，McASP,PCI。二 搭建软件开发环境2.1操作系统环境 Win7 32位或win-XP环境2.2软件安装和配置 需准备的安装软件Ccs3.3 bios3.08 648dvsdk perlBios是TI针对DSP开发的实时嵌入式操作系统。Dvsdk是基于BIOS系统的视频开发包。Perl是脚本工具，烧写程序时将out文件转换为ais文件。建议所有软件安装到默认目录下，安装完后配置操作系统环境变量修改BIOS_INSTALL_DIR变量为C:/CCStudio_v3.3/bios_5_31_08配置CCS的组件管理器，如图2-1 点“开始->所有程序->TI->compo

3、nent manager,修改Target Content（DSP/BIOS）->TMS320C64XX为当前版本的DSP/BIOS 图 2-12.3 DVSDK目录文件介绍 默认安装到C:dvsdk_1_11_00_00_DM648目录下，其中edma3_lld_1_05_00是edma3驱动包examples 包含很多基于BIOS的示例应用工程，我们参考video_preview示例程序作为框架，添加图像处理算法和通讯驱动。flashutil 包含flash烧写工程norwriter,bootloader程序ubl，ais文件生成脚本ndk_1_92_00_22_eval 网络开发软

4、件包pspdrivers_1_10_00 包含了TI提供的很多基于BIOS系统的驱动，我们参考其中VPORT的驱动，将按帧采集修改为按场采集的功能xdc_2_95_02 xdc工具安装路径，xdc是ccs的子工具，是一个javascript编译工具，用于编译cfg文件,cfg文件在后面讲。如图2-2安装XDC后，会在工程的编译选项界面增加XDC选项。图2-22.4仿真器 TDS560USB PLUS 在CCS setup界面选择TDS560USB PLUS platform和C64x+ family的DM648。如图2-3.图2-3三 VPORT+EDMA工作原理3.1 VPORT介绍 DM6

5、48集成了五个VPORT口，用于视频输入输出，每个VPORT可以配置为capture或display模式。Capture模式又分为双通道8bit BT656，单通道16 bit Y/C模式。Display模式又分为单通道8bit BT656, 单通道16 bit Y/C模式。目前，capture和display模式都采用8bit BT656子模式，PAL视频编码芯片和解码芯片也设置为BT656模式。3.2 BT656标准简介 BT656标准将4:2:2格式YCbCr数据统一封装在一个数据流中，按照CbYCrY顺序排列，Y的数据数量是Cb,Cr的2倍，。BT656数据流中，ffh和00h保留用于

6、时序标示。在视频数据每行的开头和结尾有标示SAV(start of video),EAV(end of video)。SAV和EAV的格式是ffh,00h,00h,XYh,前三个字节固定，第四个字节包含场标示，场消隐状态和行消隐状态，如图3-1。 图3-13.3 VPORT FIFO每个VPORT有一个FIFO存储进入的数据或者从FIFO输出。BT656 capture模式中，FIFO分成A、B两个通道，如图3-2，A通道接收VDIN9-2管脚的数据，B通道接收VDIN19-12管脚的数据。每个通道又分Y，Cb，Cr三个缓存，每个缓存区有独立的读寄存器。 图3-2BT656 display模式

7、中，如图3-3，只有一路输出，FIFO分为Y,Cb,Cr三个缓存区，每个缓存区有独立的写寄存器。 图3-3VPORT和EDMA配合在FIFO和外部或片上存储器之间移数。我们可以编程FIFO的阈值寄存器，当FIFO达到设置满度(fullness)(对于捕获模式)或者低于设置满度(对于显示模式)时，生成EDMA事件,触发相应EDMA通道移数。每个VPORT对应6个EDMA事件，分别是VPxYEVTA，VPxCbEVTA，VPxCrEVTA，VPxYEVTB，VPxCbEVTB，VPxCrEVTB例如，我们用VP0口的A通道做为BT656视频输入，VP1口做为BT656视频输出。设置VP0口A通道Y

8、，Cb，Cr三个缓存区的阈值为720,360,360。当PAL图像数据传输完一行后，三个缓存区都达到阈值，生成VP0YEVTA，VP0CbEVTA，VP0CrEVTA三个事件，触发对应的三个EDMA通道将三个FIFO缓存区的一行图像数据移入DDR2缓存区。设置VP1口Y，Cb，Cr三个缓存区的阈值为720,360,360。当三个缓存区数据数量低于阈值时，生成VP1YEVTA，VP1CbEVTA，VP1CrEVTA三个事件，触发对应的三个EDMA通道将DDR2缓存区的一行图像数据移入三个FIFO缓存区。四 应用程序及驱动解析4.1两个重要文件 基于BIOS/DSP系统开发软件,有两个重要工程文件

9、tcf和cfg文件，如图4-1中红圈1和2。 图4-1 tcf文件包含了DSP/BIOS的配置信息。红圈3的global settings设置DSP工作频率，L1,L2 cache size,大小端,L2 cache 128kB。Memory section设置程序和数据各部分在存储器中的段地址。红圈4 HWI(hardware interrupt)处，添加硬件中断处理函数红圈5 添加BIOS/DSP的线程cfg文件包含了库链接路径信息，使用javascript语言，如图红圈6。使用XDC工具编译cfg文件，生成库链接信息，供C编译器链接库时使用。cfg文件常链接的库有vport驱动,edma

10、驱动程序。4.2图像缓存分配和管理 Edma在VPORT和SDRAM之间搬数，CPU要访问SDRAM最新的图像数据，程序采用多个图像缓存区循环的方式将这两个过程并行化。应用层创建捕获或显示通道时，调用驱动层程序在DDR2分配存放图像数据的缓存区。分配之前，驱动根据通道的配置参数计算每个缓存区的大小。例如，vp0按场采集,vp1按帧显示。Vp0的每个缓存区的大小是720*288*2，vp1的每个缓存区的大小是720*576*2。应用程序使用FVID_dequeue()出队函数和FVID_queue()入队函数或FVID_exchange()交换函数，在应用程序和驱动程序之间交换图像缓存区。捕获和

11、显示驱动的缓存管理方法不同，如下面两图4-2和4-3：图中蓝块表示应用程序的图像缓存区，白块表示驱动程序的图像缓存区。图像捕获缓存区，初始时所有的缓存区都在捕获队列里，捕获驱动程序以循环的方式填充每个缓存区。当应用程序调用FVID_dequeue()函数时，将放有最新图像数据的缓存区出队并返回给应用程序，驱动在余下的队列里循环填充，如(a)到(b)和(b)到(e)。当应用程序调用FVID_queue()函数时，将一个空的缓存区交给驱动程序并加入队列，如图(b)到(a)和(e)到(b)。当应用程序调用FVID_exchange()函数时，应用程序交给驱动一个空的缓存区，驱动交给应用程序放有最新图

12、像的缓存区，相当于同时调用FVID_dequeue()和FVID_queue()两个函数，如图(b)到(c)和(c)到(d)。 图4-2 图像显示缓存区，初始时只有一个缓冲区用于显示，其它缓存区等待出队，如图(a)，黄块表示显示驱动队列里准备出队的缓存区。显示驱动程序重复显示一个缓存区的图像。当应用程序调用FVID_dequeue()函数时，从驱动获得一个缓存区，应用程序向它填充显示数据，同时驱动仍然显示之前的缓存区，如图(b) 和(d)。当应用程序调用FVID_queue()函数时，应用程序给驱动程序一个准备显示的缓存区，同时驱动将它设置为当前的缓存区，如图(b)到(c)到(d)。当应用程序

13、调用FVID_exchange()函数时，应用程序给驱动一个准备显示的缓存区，从驱动得到一个空的缓存区，相当于同时调用FVID_dequeue()和FVID_queue()函数，如图(d)到(e)。 图4-34.3 应用程序框架介绍基于dvsdk_install_dir/example目录下的video_preview示例程序，做为项目软件框架应用程序主要包含三部分： Main函数 Video_preview线程 自添加的中断处理函数许多实时DSP应用都需要同时执行很多不相关的功能，这些功能一般是对外部事件的响应，这些功能就加线程。DSP/BIOS支持4种线程：(1) 硬件中断(HWI):频率

14、可达200KHz(5us)(2) 软件中断(SWI):SWI允许HWI将一些非关键处理在低优先级上延迟执行，这样可以减少在中断服务程序中的驻留时间。(3) 任务(TSK):任务与中断不同点在于，任务在执行过程中可以被挂起。(4) 后台线程(IDL):空闲循环，运行那些没有执行时间限制的函数。 上电加载完操作系统内核后，首先执行main函数。 Main函数执行完后，启动video_preview线程，线程生命期直到执行结束后。此线程主要功能有图像采集，处理，字符叠加，显示。 Video_preview线程第一步调用FVID_create()函数为vp0口创建捕获通道对象capChan，初始化vp

15、0寄存器，为vp1口创建显示通道对象disChan，初始化vp1寄存器。第二步调用FVID_allocBuffer() 为capChan和disChan分别分配三个图像缓存区，然后调用FVID_queue()将三个缓存区组成队列，同时为capChan和disChan分配edma通道，设置edma参数表。第三步调用FVID_control()函数使能vp0，vp1口，vp0开始捕获，vp1开始输出显示。第四步调用FVID_dequeue()从capChan和disChan的缓存队列中各出一个缓存。第五步 进入while(1)循环，在循环中执行两次FVID_exchange()。FVID_exch

16、ange(capChan,pImg1)捕获新的一场图像数据，FVID_exchange(disChan,pImg)显示新的一帧图像。捕获两次，显示一次。 FVID_exchange(capChan,pImg1)后面添加图像处理算法和叠加字符。 4.4添加图像处理算法 在FVID_exchange(capChan,img)函数捕获图像后添加图像处理算法。为了减少CPU访问图像数据时间，将图像数据和访问频率高的中间数组放在L2 RAM里。DM648 L2的大小512KB，其中128KB用于cache，剩余384KB可用于应用程序存放图像数据。4.5 VPORT驱动调试方法 VPORT驱动采用BIO

17、S的两层驱动模型class/mini-driver，BIOS现在抽象定义了三种class驱动，PIP/PIO,SIO/DIO,GIO,应用程序通过这三类BIOS API接口与mini driver通讯，在一个应用工程中可以同时使用这三种API 接口。Mini层通过CSL层访问外围硬件的寄存器，存储器，中断资源,如图4-6。 图4-6Video_preview应用工程中使用了BIOS GIO接口API，如图4-7是GIO和mini diver层包含的API，FVID函数是GIO API的宏定义，如下：#define FVID_create(name, mode, status, optArgs,

18、 attrs) GIO_create(name, mode, status, optArgs, attrs)#define FVID_exchange(gioChan, bufp) GIO_submit(gioChan, FVID_EXCHANGE, bufp, NULL, NULL)#define FVID_control(gioChan, cmd, args) GIO_control(gioChan, cmd, args) 图4-7VPORT的mini driver层实现工程vport_bios_dm648_drv_lib.pjt在dvsdk_install_dir/pspdriver目录下，将其设置为video_preview_PAL.pjt的依赖工程(Dependent Projects)，如图4-8，这样应用工程重新编译之后就可