DM642 的 VIDEO PORT - SPRU629F C64X VP/VIC簡要筆記

TI公司的TMS320C6000DSP系列對于視訊有很好的處理能力，以DM642為例，它擁有三個視訊接口，可以友善的進行視訊的采集處理輸出等工作，下面将做詳細的介紹。

一 概述

1.1    視訊接口

視訊接口可以工作在視訊捕捉接口；視訊顯示接口；TSI（transport stream interface）捕捉接口三種模式。

視訊接口包括兩個通道A和B，可以将其緩存共5120位元組分成兩部分給兩個通道使用，兩個通道必須設定成相同的模式（capture or display）。資料分離部分将視訊資料分解排列成各種格式：BT.656, Y/C, raw video, and TSI。

視訊捕捉模式有五種工作方式：兩通道8或10位BT656/row video；單通道8或10位bt656/row video；16或20位Y/C信号；16或20位row video；8位TSI。

對于視訊顯示模式沒有太多差別，當工作在雙通道8或10位row video方式時兩個通道要同步。

1.2    視訊接口FIFO

視訊接口裡的FIFO用來存儲進入或送出的資料，并通過DMA将資料搬運到外部或片記憶體儲器。當DMA内的資料達到（捕捉模式）自己給FIFO設定的門檻值或減到（顯示模式）門檻值時DMA事件産生。

1.2.1        DMA接口

資料的傳送通過DMA，DMA請求取決于緩存的門檻值。為保證一幀的資料都被傳送，門檻值的大小等于傳輸的大小，整個幀的大小應為門檻值的整數倍。

1.2.2          視訊捕捉模式FIFO設定

對于不同的視訊捕捉模式FIFO共有四種設定，bt656模式下FIFO被分成A和B，每部分再分成YCrCb，A接收[9:0]資料，B接收[19:10]資料；8或10位raw data資料FIFO被分成A和B兩部分；Y/C資料FIFO分成三部分YCrCb，[9:0]亮度信号[19:10]色度信号；16/20位raw video信号，FIFO為一個整體。

1.2.3          視訊顯示模式FIFO設定

與捕捉模式沒有太多差別。

1.3    視訊接口管腳配置設定

資料線20，時鐘兩條，控制三條（行，場，FID）

二 視訊接口

2.1 複位操作

2.1.1 上電複位

上電複位是異步硬體複位，在複位過程中所有的引腳為高阻态。

2.1.2 外圍總線複位

外圍總線複位為同步硬體複位，複位時所有引腳高阻态，重新整理FIFO，寄存器置為預設值，清PEREN位0，置VPHLT位1。當PEREN位始終為0時，vclk0,vclk1,stclk關閉，外圍總線有效保證DMA查找，MMR接口允許進入GPIO寄存器，其它口保持高阻狀态，如果PEREN為1，VPHLT位為1，vclk0,clke1,stclk有效，MMR允許進入所有的寄存器，其它引腳高阻态，VPTCL将置1。

2.1.3 軟體複位

将VPRST置位引起軟體複位，與外圍總線複位一緻除去不清PEREN位。

2.1.4 捕捉通道複位

将RSTCH位置1，捕捉通道複位，沒有新的DMA事件産生，捕捉寄存器複位，捕捉通道FIFO重新整理，VCEN清0

2.1.5 顯示通道複位

将RSTCH置位引起顯示通道複位，與捕捉通道類似。

2.2 中斷操作

當相關中斷位為1時将引起中斷。

2.3 DMA操作

2.3.1 捕捉DMA事件産生

事件産生取決于FIFO的狀态，如果沒有DMA事件沒有被處理，FIFO達到設定的門檻值，事件産生。DMA有一個計數器從門檻值減一，直到為0表示事件完成。對于bt656和Y/C模式共有三個FIFO，每個FIFO産生自己的事件。

2.3.2 顯示DMA事件産生

與捕捉DMA事件類似

2.3.3 DMA大小及門檻值限制

由于DMA位寬為64bit是以在選擇門檻值大小時要保證為64bit的整數。

2.3.4 DMA接口操作

當為捕捉模式時DMA隻接受讀操作，當為顯示模式時隻接受寫操作。

2.4 視訊接口控制寄存器VPCTL控制 ：複位，暫停，時鐘極性，控制位極性，模式選擇。VPSTAT狀态 VPIE中斷使能 VPIS中斷狀态

TMS320C6000™ DSP系列的視訊接口（video port） 

三 視訊捕捉接口

3.1 視訊捕捉模式選擇

根據設定TSI和CMODE bits來配置9種捕捉模式。

3.2 bt656視訊捕捉模式

8 個最高有效比特都是l 或都為0 的資料字用于辨別目的，是以256 個8 比特字中隻有254 個(1024 個10 比特字中的1016 個)可以用于表示信号值。視訊資料字是以27 兆字／秒的速率複用傳送的，其順序是：Cb，Y，Cr，Y，Cb，Y，Cr，…… 其中，Cb，Y，Cr 這三個字指的是同址的亮度和色差信号取樣，後面的Y 字對應于下一個亮度取樣。

3.2.1 bt656捕捉通道

在雙通道時，支援兩路656或一路656一路raw data。兩種情況下656必須有時間參考編碼且VCTL定義為CAPEN。如果設定為單通道，隻能在A通道。其它不用的資料線可用于GPIO，非标的656也可使用，要用VCTL控制。

3.2.2 bt656定時基準編碼

有兩個定時基準信号，一個在每個視訊資料塊的開始(Start of ActiveVideo，SAV)，另一個在每個視訊資料塊的結束(End of Active Video，EAV)。

每個定時基準信号由4 個字的序列組成，格式如下：

FF 00 00 XY (數值以16 進制表示,FF 00 留供定時基準信号用。)頭三個是固定字首，第4 個字包含定義第二場辨別、場消隐狀态和行消隐狀态的資訊。

為了與已有的8 比特接口相容，D1和DO 比特的值末作規定。F=0/1 第l/2 場時,V=0/1 其它處/場消隐時。H=0/1 有效視訊開始處(SAV)/有效視訊結束處(EAV)P0，P1，P2，P3：保護比特MSB：最高有效比特 規定了V 和F 比特的狀态。P0，P1，P2，P3 比特的狀态決定于F，V 比特的狀态。

3.2.3 bt656圖像視窗大小選擇及捕捉

bt656是隔行信号，包括兩場。可以采一場或兩場。采集的圖像大小可以大于或小于有效區域。位置由寄存器确定

3.2.4 bt656資料采樣

輸入資料包括定時基準編碼當CAPEN有效時才被接受。判斷位準确後才會解碼否則将重新進行判斷。

3.2.5 FIFO組織

對于8位 每8個位元組排滿一行，對于10位每行可有4個或6個位元組，由寄存器設定而定。

3.3 Y/C捕捉模式

同bt656模式類似

3.4 bt656 Y/C模式場幀操作

3.4.1 捕捉模式

根據CON FRAME CF2 CF1位的不同設定，來配置不同的采集方式。

3.4.2 垂直同步

為了正确捕捉想要采集的圖像區域，有必要對行進行垂直方向的計數，當複位時0指的位置便十分重要，也就是什麼地方是第一行，這可以根據EXC和VRST位進行配置，共有四種方式。模式0第一行從消隐期間開始，模式1從有效期間開始，模式2和模式3應用于沒有嵌入編碼的情況，它根據VCTL1，可以是從視訊解碼器輸出的消隐或場同步信号。

3.4.3 行同步

與垂直同步類似，根據EXC和HRST配置不同行同步計數模式，模式0從消隐開始，模式1從有效開始（預設），适合大部分信号。模式3和模式4用于從外部進入信号。

3.4.4 場判斷

一共有三種方法判斷奇偶場，通過編碼，通過FID，通過HSYNC和VSYNC。

3.5 采集邊界條件

為了簡化DMA傳輸，每64位中都不能包含兩個不同的行。如果寫入不滿64位結束一行，下一行将從新的FIFO位址的byte0開始。

3.6 在656 Y/C模式下采集視訊

1.       設定垂直開始，停止位置，寫入門檻值（偶數）

2.       設定DMA

3.       如果有必要設定各種中斷使能

4.       設定采集模式，場幀操作同步控制等等最後設定VCEN

四 視訊顯示接口

4.1 視訊顯示模式選擇

一共有三種模式8個顯示方式，由DMODE bits決定。要主意DCDIS位的情況。

4.1.1 圖像時序

注意逐隔行信号的不同，計數順序，有效區域顯示區域和整個區域的關系。

4.1.2 顯示計數器

用于産生圖像時序一共有五個計數器，幀行象素計數器用于計數整個圖像，圖像行象素計數器用于計數有效區域，視訊時鐘計數器用于計數何時給象素計數器加一（根據不同的顯示模式，計數方式有所差別）。幀象素計數器還決定了行消隐的開始結束位置以及行同步的産生位置。幀行計數器決定了場消隐場同步場标志信号的位置，并且可以根據各自的寄存器來設定不同的位置和大小。

4.1.3 同步信号産生

除去上面提到5個同步信号以外，還根據以上的信号進行邏輯組合出複合消隐，複合同步，圖像有效三個信号，根據設定寄存器，可以選擇這8個信号中的3個作為三個控制引腳的輸出。并且這些信号都是支援逐行與隔行信号。

4.1.4 外部同步操作

顯示子產品可以用外部視訊源的同步信号，根據外部的同步信号來确定計數器的值。

4.1.5          端口同步模式操作

可以用兩個端口來顯示一個視訊圖像，比如RGB信号，用端口0來顯示R和G路，用端口1來顯示B路，都用raw data模式，兩個端口要同步，端口0為master端口1為slave。

4.2         bt656顯示模式

同捕捉模式相似

4.3         Y/C顯示模式

同捕捉模式相似

4.4         在656或YC模式下顯示視訊

1.       設定幀的大小每幀的行數每行的點數

2.       設定水準消隐的位置

3.       确定奇場V bit 的位置

4.       如果需要外部的消隐信号确定奇場的消隐信号的位置

5.       确定偶場V bit的位置

6.       如果需要外部的消隐信号确定偶場的消隐信号的位置

7.       調整顯示圖像的大小

8.       調整顯示圖像的位置，也就是偏移量

9.       确定F bit的位置

10.   如果外部的FID信号需要，确定信号的位置

11.   确定顯示的範圍預設為16 235 240

12.   設定DMA

13.   設定中斷

14.   設定門檻值大小

15.   設定VDCTL寄存器