一種基于高速DSP的圖像處理應用平臺

圖2 主程序流程

　　DM642 的EDMA 控制器負責片內L2存儲器與其它設備之間的數據傳輸。能提供超過(guò)2Gb/s 的外部帶寬，有64 個(gè)通道, 每1個(gè)通道都有1個(gè)事件與之關(guān)聯(lián)，由這些事件觸發(fā)相應通道的傳輸。上面流程中A/D、D/A的芯片初始化的參數傳輸和視頻數據的采集都是通過(guò)EDMA來(lái)實(shí)現的。

3.2 A/D和D/A芯片的初始化

　　A/D和D/A芯片的初始化過(guò)程通過(guò)EDMA中的I2C通道來(lái)實(shí)現。要傳輸的數據參數在EDMA 的參數RAM表中進(jìn)行配置，其中主要包括源數據起始地址、目的地址、地址的修改方式、要傳輸的數據格式和大小。對二個(gè)芯片的初始化數據參數分別配置在二個(gè)不同的RAM表中。第一次I2C通道的EDMA數據傳輸完畢后由EDMA控制器向CPU發(fā)出中斷，中斷處理程序載入第二次I2C傳輸的RAM參數表，啟動(dòng)第二次傳輸過(guò)程。從而完成二個(gè)芯片的初始化過(guò)程。

3.3 視頻采集與輸出

　　對應于YUV 4：2：2的格式視頻數據采集，EDMA中用于VP1的數據傳輸有三個(gè)通道。系統中將視頻端口VP1配置為連續幀采集的方式，也就是啟動(dòng)第一幀的采集后，后面幀的采集連續進(jìn)行不需要另外的幀同步信號。

　　在隔行掃描模式下，每幀分為兩場(chǎng)，兩場(chǎng)在時(shí)域上是分開(kāi)的，通過(guò)EDMA 鏈表可自動(dòng)實(shí)現場(chǎng)合成，不需占用額外的CPU 時(shí)間。EDMA 的參數RAM 存放了有關(guān)的傳輸參數, 這些參數用于產(chǎn)生EDMA 讀寫(xiě)操作所需要的地址。在使用EDMA 通道傳輸奇數場(chǎng)與偶數場(chǎng)時(shí)，分別使用不同的EDMA 參數RAM。兩組參數RAM 的目的地址分別指向存儲圖像的第一行與第二行象素的首地址, 并且兩組參數RAM 通過(guò)鏈接地址（Linking Address）循環(huán)相連，并將源地址傳輸方式設置為1維的，目標地址方式設置為2維的。在EDMA 通道的傳輸中，奇數場(chǎng)傳輸任務(wù)的結束會(huì )自動(dòng)地根據當前參數RAM的鏈接地址裝載傳輸偶數場(chǎng)的參數RAM,進(jìn)行偶數場(chǎng)的傳輸。通過(guò)設定幀索引（Frame Index）值可以讓奇數場(chǎng)與偶數場(chǎng)數據在幀緩沖區中被隔行存儲，這樣在無(wú)需占用額外CPU 時(shí)間的前提下就實(shí)現了場(chǎng)合成。另外，由于兩組參數RAM 通過(guò)鏈接地址循環(huán)相連，則奇數場(chǎng)與偶數場(chǎng)的數據傳輸連續不斷地交替進(jìn)行下去，這就形成了連續幀的數據采集。每一幀數據通過(guò)EDMA傳輸至SDRAM完畢之后，VP1會(huì )向CPU發(fā)出一個(gè)中斷，相應的中斷程序對會(huì )對采集到的圖像數據進(jìn)行處里。

　　大批量的圖像數據傳輸和復雜算法的處理一直是高速數字圖像處理器的速度瓶頸，從上面的數據傳輸過(guò)程上可以看出， 利用DM642 的EDMA 功能可以在不中斷DSP算法處理工作的同時(shí)完成圖像數據的搬移，在有效地解決了大批量圖像數據傳輸速度瓶頸的同時(shí)，又能讓DSP 的處理器核專(zhuān)門(mén)從事算法處理工作，極大地提高了系統的并行性能。
視頻輸出功能在本系統中主要用于早期開(kāi)發(fā)階段的調試。實(shí)際應用中可以根據需要將中間處理圖像結果數據通過(guò)EDMA中的VP2通道直接寫(xiě)入視頻FIFO。

3.4 通信接口功能的實(shí)現

　　系統中，通過(guò)軟件的方法，不增加硬件的復雜度，利用已有的McBSP和EDMA實(shí)現UART功能。

　　同步串口依賴(lài)三條分離的信號線(xiàn)（數據、幀同步和時(shí)鐘）來(lái)實(shí)現數據的傳輸，而異步通信只是在一根信號線(xiàn)上進(jìn)行。要用同步串口實(shí)現異步傳輸，需要通過(guò)在數據的首尾加入起始位和停止位，讓接收方知道數據傳輸何時(shí)開(kāi)始和停止。用McBSP實(shí)現UART功能，除了對McBSP進(jìn)行正確設置外，還需要正確設置EDMA，對McBSP收發(fā)數據進(jìn)行軟件處理。EDMA實(shí)現內存到McBSP之間的高效數據搬移，數據處理軟件對待發(fā)送的數據進(jìn)行編碼，對接收到的數據進(jìn)行解碼。對McBSP和EDMA的設置及編解碼程序的設計詳見(jiàn)文獻[5]。

4、結論

　　研究了一種基于DM642的圖像處理應用平臺的設計與實(shí)現，其實(shí)現的基本功能包括視頻輸入和輸出，與外界的UART接口通信等。介紹了系統硬件組成，以及軟件功能模塊的實(shí)現。由于軟件采用了模塊化設計，針對具體的功能需求，通過(guò)配置不同的客戶(hù)程序，可以實(shí)現特定的應用，因而系統具有好的應用前景。