軟件開發(fā)總結

1、 內部648軟件開發(fā)介紹一 DM648介紹DM648屬于TI達芬奇系列，采用單核C64X+定點CPU，支持最高頻率1.1GHz，有兩個乘法器支持四個16bits*16bits(結果32bits)單個clock cycle或者八個8bits*8bits(結果16bits)單個clock cycle。還有6個ALU。648的片上存儲器有L1P(32KB),L1D(32KB),L2(512KB)648集成了五個視頻口VPORT,省去FPGA做FIFO，可以節(jié)省產品成本。648集成了豐富的外設，包括edma(64個通道)，SPI，I2C，UART，EMIF，DDR2，Ethernet，gpio(32個

2、)，McASP,PCI。二 搭建軟件開發(fā)環(huán)境2.1操作系統(tǒng)環(huán)境 Win7 32位或win-XP環(huán)境2.2軟件安裝和配置 需準備的安裝軟件Ccs3.3 bios3.08 648dvsdk perlBios是TI針對DSP開發(fā)的實時嵌入式操作系統(tǒng)。Dvsdk是基于BIOS系統(tǒng)的視頻開發(fā)包。Perl是腳本工具，燒寫程序時將out文件轉換為ais文件。建議所有軟件安裝到默認目錄下，安裝完后配置操作系統(tǒng)環(huán)境變量修改BIOS_INSTALL_DIR變量為C:/CCStudio_v3.3/bios_5_31_08配置CCS的組件管理器，如圖2-1 點“開始->所有程序->TI->compo

3、nent manager,修改Target Content（DSP/BIOS）->TMS320C64XX為當前版本的DSP/BIOS 圖 2-12.3 DVSDK目錄文件介紹 默認安裝到C:dvsdk_1_11_00_00_DM648目錄下，其中edma3_lld_1_05_00是edma3驅動包examples 包含很多基于BIOS的示例應用工程，我們參考video_preview示例程序作為框架，添加圖像處理算法和通訊驅動。flashutil 包含flash燒寫工程norwriter,bootloader程序ubl，ais文件生成腳本ndk_1_92_00_22_eval 網絡開發(fā)軟

4、件包pspdrivers_1_10_00 包含了TI提供的很多基于BIOS系統(tǒng)的驅動，我們參考其中VPORT的驅動，將按幀采集修改為按場采集的功能xdc_2_95_02 xdc工具安裝路徑，xdc是ccs的子工具，是一個javascript編譯工具，用于編譯cfg文件,cfg文件在后面講。如圖2-2安裝XDC后，會在工程的編譯選項界面增加XDC選項。圖2-22.4仿真器 TDS560USB PLUS 在CCS setup界面選擇TDS560USB PLUS platform和C64x+ family的DM648。如圖2-3.圖2-3三 VPORT+EDMA工作原理3.1 VPORT介紹 DM6

5、48集成了五個VPORT口，用于視頻輸入輸出，每個VPORT可以配置為capture或display模式。Capture模式又分為雙通道8bit BT656，單通道16 bit Y/C模式。Display模式又分為單通道8bit BT656, 單通道16 bit Y/C模式。目前，capture和display模式都采用8bit BT656子模式，PAL視頻編碼芯片和解碼芯片也設置為BT656模式。3.2 BT656標準簡介 BT656標準將4:2:2格式YCbCr數(shù)據(jù)統(tǒng)一封裝在一個數(shù)據(jù)流中，按照CbYCrY順序排列，Y的數(shù)據(jù)數(shù)量是Cb,Cr的2倍，。BT656數(shù)據(jù)流中，ffh和00h保留用于

6、時序標示。在視頻數(shù)據(jù)每行的開頭和結尾有標示SAV(start of video),EAV(end of video)。SAV和EAV的格式是ffh,00h,00h,XYh,前三個字節(jié)固定，第四個字節(jié)包含場標示，場消隱狀態(tài)和行消隱狀態(tài)，如圖3-1。 圖3-13.3 VPORT FIFO每個VPORT有一個FIFO存儲進入的數(shù)據(jù)或者從FIFO輸出。BT656 capture模式中，F(xiàn)IFO分成A、B兩個通道，如圖3-2，A通道接收VDIN9-2管腳的數(shù)據(jù)，B通道接收VDIN19-12管腳的數(shù)據(jù)。每個通道又分Y，Cb，Cr三個緩存，每個緩存區(qū)有獨立的讀寄存器。 圖3-2BT656 display模式

7、中，如圖3-3，只有一路輸出，F(xiàn)IFO分為Y,Cb,Cr三個緩存區(qū)，每個緩存區(qū)有獨立的寫寄存器。 圖3-3VPORT和EDMA配合在FIFO和外部或片上存儲器之間移數(shù)。我們可以編程FIFO的閾值寄存器，當FIFO達到設置滿度(fullness)(對于捕獲模式)或者低于設置滿度(對于顯示模式)時，生成EDMA事件,觸發(fā)相應EDMA通道移數(shù)。每個VPORT對應6個EDMA事件，分別是VPxYEVTA，VPxCbEVTA，VPxCrEVTA，VPxYEVTB，VPxCbEVTB，VPxCrEVTB例如，我們用VP0口的A通道做為BT656視頻輸入，VP1口做為BT656視頻輸出。設置VP0口A通道Y

8、，Cb，Cr三個緩存區(qū)的閾值為720,360,360。當PAL圖像數(shù)據(jù)傳輸完一行后，三個緩存區(qū)都達到閾值，生成VP0YEVTA，VP0CbEVTA，VP0CrEVTA三個事件，觸發(fā)對應的三個EDMA通道將三個FIFO緩存區(qū)的一行圖像數(shù)據(jù)移入DDR2緩存區(qū)。設置VP1口Y，Cb，Cr三個緩存區(qū)的閾值為720,360,360。當三個緩存區(qū)數(shù)據(jù)數(shù)量低于閾值時，生成VP1YEVTA，VP1CbEVTA，VP1CrEVTA三個事件，觸發(fā)對應的三個EDMA通道將DDR2緩存區(qū)的一行圖像數(shù)據(jù)移入三個FIFO緩存區(qū)。四 應用程序及驅動解析4.1兩個重要文件 基于BIOS/DSP系統(tǒng)開發(fā)軟件,有兩個重要工程文件

9、tcf和cfg文件，如圖4-1中紅圈1和2。 圖4-1 tcf文件包含了DSP/BIOS的配置信息。紅圈3的global settings設置DSP工作頻率，L1,L2 cache size,大小端,L2 cache 128kB。Memory section設置程序和數(shù)據(jù)各部分在存儲器中的段地址。紅圈4 HWI(hardware interrupt)處，添加硬件中斷處理函數(shù)紅圈5 添加BIOS/DSP的線程cfg文件包含了庫鏈接路徑信息，使用javascript語言，如圖紅圈6。使用XDC工具編譯cfg文件，生成庫鏈接信息，供C編譯器鏈接庫時使用。cfg文件常鏈接的庫有vport驅動,edma

10、驅動程序。4.2圖像緩存分配和管理 Edma在VPORT和SDRAM之間搬數(shù)，CPU要訪問SDRAM最新的圖像數(shù)據(jù)，程序采用多個圖像緩存區(qū)循環(huán)的方式將這兩個過程并行化。應用層創(chuàng)建捕獲或顯示通道時，調用驅動層程序在DDR2分配存放圖像數(shù)據(jù)的緩存區(qū)。分配之前，驅動根據(jù)通道的配置參數(shù)計算每個緩存區(qū)的大小。例如，vp0按場采集,vp1按幀顯示。Vp0的每個緩存區(qū)的大小是720*288*2，vp1的每個緩存區(qū)的大小是720*576*2。應用程序使用FVID_dequeue()出隊函數(shù)和FVID_queue()入隊函數(shù)或FVID_exchange()交換函數(shù)，在應用程序和驅動程序之間交換圖像緩存區(qū)。捕獲和

11、顯示驅動的緩存管理方法不同，如下面兩圖4-2和4-3：圖中藍塊表示應用程序的圖像緩存區(qū)，白塊表示驅動程序的圖像緩存區(qū)。圖像捕獲緩存區(qū)，初始時所有的緩存區(qū)都在捕獲隊列里，捕獲驅動程序以循環(huán)的方式填充每個緩存區(qū)。當應用程序調用FVID_dequeue()函數(shù)時，將放有最新圖像數(shù)據(jù)的緩存區(qū)出隊并返回給應用程序，驅動在余下的隊列里循環(huán)填充，如(a)到(b)和(b)到(e)。當應用程序調用FVID_queue()函數(shù)時，將一個空的緩存區(qū)交給驅動程序并加入隊列，如圖(b)到(a)和(e)到(b)。當應用程序調用FVID_exchange()函數(shù)時，應用程序交給驅動一個空的緩存區(qū)，驅動交給應用程序放有最新圖

12、像的緩存區(qū)，相當于同時調用FVID_dequeue()和FVID_queue()兩個函數(shù)，如圖(b)到(c)和(c)到(d)。 圖4-2 圖像顯示緩存區(qū)，初始時只有一個緩沖區(qū)用于顯示，其它緩存區(qū)等待出隊，如圖(a)，黃塊表示顯示驅動隊列里準備出隊的緩存區(qū)。顯示驅動程序重復顯示一個緩存區(qū)的圖像。當應用程序調用FVID_dequeue()函數(shù)時，從驅動獲得一個緩存區(qū)，應用程序向它填充顯示數(shù)據(jù)，同時驅動仍然顯示之前的緩存區(qū)，如圖(b) 和(d)。當應用程序調用FVID_queue()函數(shù)時，應用程序給驅動程序一個準備顯示的緩存區(qū)，同時驅動將它設置為當前的緩存區(qū)，如圖(b)到(c)到(d)。當應用程序

13、調用FVID_exchange()函數(shù)時，應用程序給驅動一個準備顯示的緩存區(qū)，從驅動得到一個空的緩存區(qū)，相當于同時調用FVID_dequeue()和FVID_queue()函數(shù)，如圖(d)到(e)。 圖4-34.3 應用程序框架介紹基于dvsdk_install_dir/example目錄下的video_preview示例程序，做為項目軟件框架應用程序主要包含三部分： Main函數(shù) Video_preview線程 自添加的中斷處理函數(shù)許多實時DSP應用都需要同時執(zhí)行很多不相關的功能，這些功能一般是對外部事件的響應，這些功能就加線程。DSP/BIOS支持4種線程：(1) 硬件中斷(HWI):頻率

14、可達200KHz(5us)(2) 軟件中斷(SWI):SWI允許HWI將一些非關鍵處理在低優(yōu)先級上延遲執(zhí)行，這樣可以減少在中斷服務程序中的駐留時間。(3) 任務(TSK):任務與中斷不同點在于，任務在執(zhí)行過程中可以被掛起。(4) 后臺線程(IDL):空閑循環(huán)，運行那些沒有執(zhí)行時間限制的函數(shù)。 上電加載完操作系統(tǒng)內核后，首先執(zhí)行main函數(shù)。 Main函數(shù)執(zhí)行完后，啟動video_preview線程，線程生命期直到執(zhí)行結束后。此線程主要功能有圖像采集，處理，字符疊加，顯示。 Video_preview線程第一步調用FVID_create()函數(shù)為vp0口創(chuàng)建捕獲通道對象capChan，初始化vp

15、0寄存器，為vp1口創(chuàng)建顯示通道對象disChan，初始化vp1寄存器。第二步調用FVID_allocBuffer() 為capChan和disChan分別分配三個圖像緩存區(qū)，然后調用FVID_queue()將三個緩存區(qū)組成隊列，同時為capChan和disChan分配edma通道，設置edma參數(shù)表。第三步調用FVID_control()函數(shù)使能vp0，vp1口，vp0開始捕獲，vp1開始輸出顯示。第四步調用FVID_dequeue()從capChan和disChan的緩存隊列中各出一個緩存。第五步 進入while(1)循環(huán)，在循環(huán)中執(zhí)行兩次FVID_exchange()。FVID_exch

16、ange(capChan,pImg1)捕獲新的一場圖像數(shù)據(jù)，F(xiàn)VID_exchange(disChan,pImg)顯示新的一幀圖像。捕獲兩次，顯示一次。 FVID_exchange(capChan,pImg1)后面添加圖像處理算法和疊加字符。 4.4添加圖像處理算法 在FVID_exchange(capChan,img)函數(shù)捕獲圖像后添加圖像處理算法。為了減少CPU訪問圖像數(shù)據(jù)時間，將圖像數(shù)據(jù)和訪問頻率高的中間數(shù)組放在L2 RAM里。DM648 L2的大小512KB，其中128KB用于cache，剩余384KB可用于應用程序存放圖像數(shù)據(jù)。4.5 VPORT驅動調試方法 VPORT驅動采用BIO

17、S的兩層驅動模型class/mini-driver，BIOS現(xiàn)在抽象定義了三種class驅動，PIP/PIO,SIO/DIO,GIO,應用程序通過這三類BIOS API接口與mini driver通訊，在一個應用工程中可以同時使用這三種API 接口。Mini層通過CSL層訪問外圍硬件的寄存器，存儲器，中斷資源,如圖4-6。 圖4-6Video_preview應用工程中使用了BIOS GIO接口API，如圖4-7是GIO和mini diver層包含的API，F(xiàn)VID函數(shù)是GIO API的宏定義，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) 圖4-7VPORT的mini driver層實現(xiàn)工程vport_bios_dm648_drv_lib.pjt在dvsdk_install_dir/pspdriver目錄下，將其設置為video_preview_PAL.pjt的依賴工程(Dependent Projects)，如圖4-8，這樣應用工程重新編譯之后就可