基于DSP的視頻采集驅動程序的設計

　　視頻采集驅動程序包括類驅動和微驅動兩個模塊，視頻采集驅動程序的結構框架如圖3所示。

　　類驅動使用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I/O，如視頻采集的應用。該模塊的主要API函數的描述如表1所示。

　　在圖3中，應用程序使用GIO_create函數創建GIO通道，并通過調用GIO_submit函數直接與微驅動的IOM交換數據，完成視頻數據的采集。

　　應用程序通過GIO類驅動調用微驅動的標準API函數，這些標準API函數的描述如表2所示。這些規定的函數將放入微驅動的函數接口表(IOM_Fxns)中，以供應用程序通過GIO類驅動調用。

　　在圖3中，微驅動的IOM接口將應用程序獲取圖像的命令打包生成數據包，并向微驅動發送。數據包的格式如下： typedef struct IOM_Packet {

　　QUE_Elem link; /* 數據包隊列 */
　　Ptr addr; /* 數據地址 */
　　Uns size; /* 數據長度 */
　　Arg misc; /* 保留使用 */
　　Arg arg; /* 應用程序 */
　　Uns cmd; /* 命令字段 */
　　Int status; /* 命令完成狀態 */
　　} IOM_Packet;

　　數據包中數據長度與數據地址兩字段由應用程序提供，分別表示獲取圖像的大小及圖像存儲目的地址。微驅動依據數據包中的命令字段，調用mdSubmitChan函數將數據包放入數據包隊列，等待中斷服務函數的處理。視頻采集中的硬件中斷由視頻端口內部FIFO的狀態觸發，中斷服務程序根據數據包中的數據地址字段，通過EDMA將視頻端口內部FIFO中的視頻數據讀入SDRAM中的圖像存儲目的地址。依據數據包中的數據長度字段，在完成相應大小圖像的采集后，中斷服務程序還將完成以下功能：出列數據包；設置下一次傳送或服務請求；設置數據包中的命令完成狀態，并向應用程序返回。

　　3 視頻采集驅動中的視頻數據傳輸

　　視頻端口內部FIFO與SDRAM之間的視頻數據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，中斷數據傳輸雖可節省很多CPU時間，但沒有發揮DM642的EDMA資源。EDMA[6]是在DMA基礎上發展起來的，用于在沒有CPU參與的情況下完成不同存儲空間之間的數據搬移。DM642提供了64個獨立的EDMA通道，通道的優先級可編程設置，在沒有CPU參與的情況下實現片內存儲器、片內外設以及外部存儲空間之間的數據高速搬移。因此，為減輕CPU的負擔，發揮DM642的強大的外部數據傳輸能力，視頻采集驅動使用EDMA完成視頻數據從FIFO到SDRAM的傳輸。

　　3.1 基于雙EDMA通道的視頻數據傳輸
　　
　　利用EDMA將FIFO中的數據傳輸到SDRAM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中的數據直接傳送到SDRAM中。這種方法雖然簡單且易于操作，但它沒有充分發揮SDRAM的頁讀寫的優越性，原因在于EDMA讀取FIFO和寫入SDRAM時分為兩個不同過程來實現，因此EMIF(外部存儲器接口)的時序不斷地在兩者之間切換，造成很大的時間浪費，所以這種傳輸效率不高。

　　由于DM642視頻端口的內部FIFO提供“滿”、“半滿”、“空”三種狀態，另一方法使用兩個EDMA通道進行數據傳輸。以亮度信號的傳輸為例，當用于存儲亮度分量的內部FIFO半滿(640字節)時，觸發DM642的硬件中斷，在中斷服務程序中啟用一個EDMA通道將數據從FIFO中讀出，存放到緩沖區BUF中。傳輸完畢后，啟動另一個EDMA通道將數據從BUF中傳輸到SDRAM中。這樣，兩個EDMA通道分別進行讀取FIFO和寫入SDRAM的操作，避免了EMIF時序的切換，可以保證EDMA的有效傳輸。