用EDMA傳輸數(shù)字視頻信號

提出了如何利用EDMA將數(shù)字視頻信號從較小的緩沖區(qū)轉(zhuǎn)移到較大的存儲器，經(jīng)過排序組成一幅完整的圖像的方法。
??? 關(guān)鍵詞：EDMA，DSP，中斷服務(wù)程序
　　

1　引　言
　　現(xiàn)有的電視技術(shù)中多采用隔行掃描技術(shù)，因此，對全電視信號直接采樣所得到的數(shù)字視頻信號，其圖像信息是不連續(xù)的。而在現(xiàn)代圖像處理技術(shù)中，常常是利用圖像中位置相鄰的像素之間的灰度關(guān)系進(jìn)行各種運算，因此，必須將經(jīng)過A／D變換之后的視頻信號進(jìn)行排序處理，在存儲器中形成一幅完整的圖像。EDMA（Enhanced Direct Memory Access）是指在TMS320C6x11／C64xDSP中，沒有CPU參與的情況下，實現(xiàn)數(shù)據(jù)在DSP的各個存儲器之間的轉(zhuǎn)移。我們在系統(tǒng)中先用一片FPGA濾去數(shù)字視頻信號中的非圖像信息，然后，利用EDMA將處理過的數(shù)字信號從較小的緩沖區(qū)（如雙口RAM）轉(zhuǎn)移到較大的存儲器，組成一幅完整的圖像供DSP處理。
2　設(shè)置EDMA可選參數(shù)寄存器
2．1　EDMA傳輸參數(shù)組概述
　　EDMA傳輸參數(shù)組由6個32位的字構(gòu)成，用來定義EDMA傳輸過程，包括可選參數(shù)、源地址、目標(biāo)地址、數(shù)據(jù)計數(shù)、地址修改索引、鏈接地址等各種寄存器。可選參數(shù)寄存器決定了EDMA的傳輸方式，共有10種控制位，下面主要闡述如何設(shè)置可選參數(shù)寄存器。

2．2　設(shè)置傳輸數(shù)據(jù)單元
　　EDMA支持對8位、16位、32位的數(shù)據(jù)的存儲，本系統(tǒng)中對圖像灰度信號采用8位的量化，DSP的外部數(shù)據(jù)線為32位的，于是，可以把4個像素的灰度值合并成一個數(shù)據(jù)單元（element），共計32位，因此，寄存器中的ESIZE位設(shè)置為00b。
2．3　設(shè)置傳輸維數(shù)及地址更新方式
　　數(shù)字化后的視頻信號在緩沖區(qū)（源數(shù)據(jù)區(qū)）中是連續(xù)地存儲的，地址是增長的（SUM＝01b），可以視為一維的（2DS＝0b）。在目標(biāo)存儲區(qū)，圖像數(shù)據(jù)是按行存放的，而且每一行的列數(shù)和視頻信號的每一行的點數(shù)相同，這樣，目標(biāo)數(shù)據(jù)區(qū)的存儲變?yōu)橐粋€二維的結(jié)構(gòu)（2DD＝1b）。地址也是增長的（DUM＝01b），行與行間隔為存放一行電視信號所需的字節(jié)數(shù)，可以通過設(shè)置FRMIDX寄存器來實現(xiàn)。這樣，只要設(shè)置存放奇數(shù)場和偶數(shù)場信號的起始地址相差一行，就能在目標(biāo)存儲區(qū)得到一幅完整的圖像。圖1為傳輸示意圖。
2．4　設(shè)置傳輸結(jié)束后EDMA產(chǎn)生中斷　　
??? 在視頻信號填滿緩沖區(qū)的一半時，由FPGA給DSP一個外部中斷，可以是INT4～I(xiàn)NT7之中的任意一個，對應(yīng)啟動EDMA的4號傳輸通道至7號傳輸通道之一。觸發(fā)信號到來時，EDMA取走整塊數(shù)據(jù)（FS＝1），同時，視頻信號不斷被寫到緩沖區(qū)的另一半。把緩沖區(qū)分成兩半，讀數(shù)據(jù)和寫數(shù)據(jù)不在同一個半?yún)^(qū)，保證了數(shù)據(jù)的完整性。
　　在一次傳輸結(jié)束后，傳輸參數(shù)組中源地址和目標(biāo)地址都需發(fā)生改變，本系統(tǒng)中，源地址和目標(biāo)地址有很多種不同的情況，不能用鏈接方式來改變傳輸參數(shù)組（LINK＝0b），而改用中斷的方式，將傳輸結(jié)束中斷位TCINT設(shè)置為1，我們在系統(tǒng)中采用的是INT7事件作為EDMA的觸發(fā)事件，相應(yīng)地傳輸結(jié)束代碼位TCC設(shè)為0111b。這樣，當(dāng)對應(yīng)的通道7的傳輸結(jié)束后，EDMA控制器將向CPU發(fā)出一個名為EDMA? INT的中斷信號。

3　中斷服務(wù)程序ISR（Interrupt Service Routines）
3．1　中斷程序的功能
　　如果CPU響應(yīng)中斷（缺省為CPU　INT8），就轉(zhuǎn)向執(zhí)行對應(yīng)的中斷服務(wù)程序。可以在ISR中改變EDMA傳輸參數(shù)組，為下次的傳輸做準(zhǔn)備。緩沖區(qū)分為上下兩個部分，這表明數(shù)據(jù)源的地址有兩種，而且在每次傳輸結(jié)束后，源地址必須改成另一個半?yún)^(qū)的地址，
這是典型的乒乓算法。同樣，對于奇數(shù)場和偶數(shù)場的切換也可以用乒乓算法來完成，它們決定了目標(biāo)地址的選擇。
3．2　利用DSP／BIOS配置工具配置中斷函數(shù)
　　生成一個DSP／BIOS配置文件，并將它加入到工程中，打開配置文件，在Scheduling樹的HWI子樹中，為HWI　INT8項加上中斷函數(shù)。需要注意的是，如果配置文件不再保存在工程所在的目錄，則必須在編譯選項中加上－i選項，指明配置文件的位置，否則，編譯程序找不到中斷函數(shù)的定義。
3．3　算法實現(xiàn)
　　我國的電視信號采用的是PAL制，每行是64μs，其中，圖像信號占52μs，若采用12．288MHz采樣，每行得到640個圖像信號，即160個數(shù)據(jù)單元，共640×8bit的數(shù)據(jù)，若采用兩片IDT7025雙口RAM構(gòu)成8Kbyte×32bit緩沖區(qū)，則半?yún)^(qū)可以存儲25行的數(shù)字視頻信號。即，當(dāng)緩沖區(qū)寫滿了25行后，F(xiàn)PGA就給DSP外部引腳INT7高電平信號，觸發(fā)EDMA開始傳輸數(shù)據(jù)。為了傳輸?shù)姆奖?，用FPGA在偶數(shù)場信號到來之前，先向緩沖區(qū)寫入半行黑電平，這樣，一場圖像的行數(shù)是288行，傳送一場需要12次傳輸，所以，在第13次傳輸?shù)絹頃r，必須進(jìn)行奇數(shù)場和偶數(shù)場的切換，以改變目標(biāo)存儲器的起始地址。
3．4　算法流程圖
　　算法流程圖如圖2所示。
4　結(jié)束語
　　由于C6x11DSP的片內(nèi)存儲空間只有64Kbyte，對于大數(shù)據(jù)量的圖像處理系統(tǒng)來講，數(shù)據(jù)必須在內(nèi)部存儲器和各個外部存儲器之間不停傳輸，EDMA可以在不需要CPU干涉或重新編程條件下連續(xù)地傳輸，提高了CPU的效率，因此，EDMA被稱為二級存儲結(jié)構(gòu)DSP的“脊梁”。

1　任麗香等．TMS320C6000系列DSPs的原理與應(yīng)用．北京：電子工業(yè)出版社，2000