第3章 GPIO及视频接口3
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视频端口状态寄存器表示视频端口当前状况。
第27/66页
（3）视频端口中断寄存器（VPIE）
视频端口中断寄存器使能视频端口DSP的中断源。
第28/66页
（4）视频端口中断状态寄存器
视频端口中断状态寄存器显示了视频端口到DSP的 中断状态。
第29/66页
（二） 视频捕获寄存器
TMS320DM642有三个视频端口外围设备VP0、 VP1和VP2，基准地址分别为01C4 0000、 01C4 4000和01C4 8000，书中所列表中缩写名称最后的 x表示VP0～VP2中的一个 该寄存器的绝对地址=基准地址+地址偏移量。 例如：VC_STAT0、VC_STAT1和VC_STAT2的绝 对地址分别为01C4 0100、01C4 4100和01C4 8100。
第7/66页
(复习2) 视频端口概述
① 可独立配置为视频捕获口、显示口或TSI捕获口 支持多种采集/显示方案和视频标准 可以实现与一般视频AD/视频DA的无缝连接 EDMA直接搬运图像数据，无CPU开销 ② 视频捕获模式 通过采样输入引脚的信号并保存到视频口FIFO 捕获的数据量达到编程的门限，会触发一个EDMA把 数据从FIFO搬运到DSP的内存空间。 捕获窗口指定了每帧需要捕获的数据。 ③ 视频显示模式 VP口显示数据低于预设的门限，触发EDMA EDMA把数据从存储器搬运到视频缓存FIFO中 VP口把FIFO中的按照视频格式输出
第16/66页
1）BT. 656视频显示模式
第17/66页
（补充）BT.656每行的数据结构
每行数据包含水平控制信号和YCbCr。视频数据信号排列顺 序为Cb-Y-Cr-Y。
每行开始的288字节为行控制信号，开始的4字节为EAV信号 （有效视频结束)，紧接着280个固定填充数据， 最后是4字节的SAV信号(有效视频起始)
缓冲区中己经捕获到规定数量的新采样后，视频端 口会产生一个YEVT (Y event，Y信号事件)。 每产生一个YEVT, DMA都要把数据从缓冲区移动 到DSP内存。
第13/66页
（3）原始数据捕获模式
第14/66页
3、 视频显示模式
视频显示模式简介
1）BT. 656视频显示模式
数字信号处理器原理A
第3章 GPIO及视频接口
西安邮电大学 通信与信息工程学院 2014年3月
目 录
第3章 GPIO及视频接口
3.1概述 3.2 GPIO寄存器 3.3 TMS320DM642视频口
第2/66页
本章学习目标
【学习目标】
熟悉通用目的输入输出接口（GPIO）的结构、 功能与中断扩控制;
视频显示寄存器
第39/66页
视频显示寄存器推荐值
第40/66页
（四）视频引脚控制寄存器
视频引脚控制寄存器装置包括一些必须的寄存器 装置，如：外设标识以及仿真控制。Ym
VP_PIDx 外设识别寄存器；
VP_PCRx
VP_PFUNCx
外设控制寄存器；
引脚功能寄存器；
第41/66页
5、基于DM642的视频采集与显示系统
第8/66页
2、视频捕获模式
（1） BT 656视频捕获模式
BT.656模式捕获混合在一个数据流中的8位或10 位4:2:2亮度和色度数据。 视频数据按照Cb，Y，Cr，Y，Cb，Y，Cr，… 的顺序传输，序列中Cb，Y，Cr表示复合亮度 和色度采样。 捕获后的数据流将会被分解，每个分量都会写 入各自的FIFO中，最后分别传输到DSP内存中 相应的Y、Cb和Cr缓冲区。
第11/66页
（2） Y/C视频捕获模式
第12/66页
2、视频捕获模式
（3）原始数据捕获模式
在原始数据捕获模式中，只有当CAPEN （ Channel capture enable通道捕获使能）信号有 效时才能采样数据；
按照发送方的时钟进行捕获，不需要任何解释，也 不需要基于数据的值启动或终止捕获。
VCBSTRT1) 定义在区域1中捕获到图像的起始。
（4）视频捕获通道x区域1终止寄存器(VCASTOPI，
VCBSTOPI) 定义在区域1中捕获到图像的终止。
第32/66页
（5）视频捕获通道x区域2起始寄存器(VCASTRT2, VCBSTRT2) 定义在区域2中捕获到图像的起始。
（6）视频捕获通道x区域2终止寄存器(VCASTOP2, VCBSTOP2)
第35/66页
第36/66页
（三）视频显示模式
视频显示模式选择
视频显示寄存器
第37/66页
视频显示帧大小寄存器
隔 行 消 隐 间 隔 和 视 频 区 域
视频显示场1垂直消隐起 始寄存器 视频显示场1水平消隐起 始寄存器
视频显示场2图像位移寄存器
视频显示场2图像大小寄存器 第38/66页
首先DMA向原始数据FIFO填入数据，然后原始数 据FIFO再向Y FIFO目的寄存器A (YDSTA)写入数 据。DMA必须使用YEVTA事件。
第22/66页
3）原始数据显示模式
第23/66页
4、视频端口寄存器
视频端口配置寄存器按照不同的功能被分 成4种不同的类型，分别为：
视频端口控制寄存器
第46/66页
程序代码
int numPixels = EEDVPM642_vCapParamsChan.fldXStop1 - SEEDVPM642_vCapParamsChan.fldXStrt1+1;
/*设置采集行的增量*/
int capLinePitch = SEEDVPM642_vCapParamsChan.fldXStop1 SEEDVPM642_vCapParamsChan.fldXStrt1+1;
视频显示
视频采集
第42/66页
视频采集通道设计
TVP5150 是TI推出的一款超低功耗, 支持自动识别 NTSC/PAL/ SECAM 制式的视频解码芯片, 具有价格低、体积 小、使用方便的特点。 NTSC/PAL制式的模拟信号送到TVP5150 后, 按照YCbCr 4: 2: 2 的格式转化成数字信号, 在本系统中以 8bit 内嵌同 步信号的BT.656 格式输出。
/*设置显示行的增量*/ int disLinePitch = EVMDM642_vDisParamsChan.imgHSizeFld1;
EVMDM642_vDisParamsChan.segId = EXTERNALHEAP; //EXTERNALHEAP; EVMDM642_vDisParams SAA7105.hI2C = SEEDVPM642_I2C_hI2C; numLines *= 2; /* both fields */
定义在区域2中捕获到图像的终止。
第33/66页
视频捕获通道A场1起始寄存器
视频捕获通道A场1终止寄存器
视频捕获通道A场2起始寄存器
视频捕获通道A场2终止寄存器
第34/66页
电视制式有关的一些概念
① 隔行扫描，1帧图像分为奇偶2场：行、场、帧
② 电视制式 PAL (中国) 、NTSC(美/日)、SECAM（法/东欧） PAL：帧频25Hz、场频50Hz、行频15625Hz
视频捕获控制寄存器
视频显示控制寄存器 视频引脚控制寄存器。
第24/66页
（一） 视频端口控制寄存器
视频端口控制寄存器在下表中列出，分为四个。
第25/66页
（1） 视频端口控制寄存器（VPCTL）
VPCTL寄存器决定了视频端口的基本操作。
第26/66页
Βιβλιοθήκη Baidu
（2）视频端口状态寄存器（VPSTAT）
void tskVideoLoopback()
{ Int status; int n = 0; Int i;
int m = 0;
FVID_Frame *capFrameBuf,*temp; FVID_Frame *disFrameBuf; /*设置显示的行数*/ Int numLinesDis = EVMDM642_vDisParamsChan.imgVSizeFld1; /*设置采集的行数*/ Int numLinesCap = SEEDVPM642_vCapParamsChan.fldYStop1 SEEDVPM642_vCapParamsChan.fldYStrt1+1; /*判断是显示区域大，还是采集区域大，取其小者*/ Int numLines = (numLinesDis > numLinesCap) ? numLinesCap : numLinesDis; /*设置采集像素数*/
掌握GPIO寄存器各字位内容、配置与应用;
掌握三个视频口的捕获、显示的模式，视频接 口的各寄存器与应用。
知识要点：
GPIO寄存器、视频口的配置方法
第3/66页
3.3 TMS320DM642视频口
VP0 ～ VP2
第4/66页
复习
视频端口优点
第5/66页
（引言） 视频接口（VP0 ～VP2 ）） (复习 1) 视频端口概述 （VP0 —VP2
TMS320DM642 有三个视频端口外围设备。视频
端口外设可作为视频采集端口，视频显示端口，
或作为传输流接口（TSI）。
此端口由Ａ和Ｂ两个通道组成。在两个通道之间
存在一个可分开的5120字节的采集/显示缓冲区。
整个端口（全部通道）经常被配置成仅仅进行视
频采集或者视频显示。
第6/66页
视 频 口 框 图
第44/66页
6、视频应用举例
【例1】编写程序，实现图像采集。
设计分析
首先完成显示的行数、采集行数、显示区域大 小、采集像素数、采集行的增量设置。 之后需对端口进行初始化，配置视频编解码器， 将采集数据放入相应的显示缓冲区；等到采集完 成，交换缓冲区并通知进行下一次采样。
第45/66页
程序代码
第20/66页
2、 视频显示模式
2）Y/C视频显示模式
第21/66页
3、 视频显示模式
3）原始数据显示模式
原始数据显示模式用于向RAMDAC或D/A类型设 备输出数据，输出数据通常采用RGB格式。 输出数据流中不嵌入时序信息，但输出可选的控 制信号可以指定时序。 原始数据模式只使用一个5120字节的FIFO存储输 出数据。
第30/66页
视频捕获模式选择
视频端口控制寄存器 频捕获通道x控制寄存器
第31/66页
（二） 视频捕获寄存器
（1）视频捕获通道x状态寄存器(VCASTAT，VCBSTAT)
表示视频捕获通道的当前显示状态。
（2）视频捕获通道A控制寄存器(VCACTL)
实现对视频捕获通道A控制。
（3）视频捕获通道x区域1起始寄存器(VCASTRT1，
2）Y/C视频显示模式
3）原始数据显示模式
第15/66页
3、 视频显示模式
1）BT. 656视频显示模式
BT.656显示模式可以把8或10位比例为4:2:2的 视频亮度和色度数据复合在一个数据流中输出； 像素将成对输出，每对像素包含两个亮度和两个 色度采样。 色度采样与第一对亮度采样相伴。按照序列 CbYCrY，输出像素在VCKOUT上升沿有效。
第9/66页
（1） BT 656视频捕获模式
第10/66页
2、视频捕获模式
（2） Y/C视频捕获模式
Y/C捕获模式类似于BT.656捕获模式，但是捕获 的是8或10位4:2:2分离的亮度和色度数据流； 一个数据流包含Y采样； 另一个数据流中，是复合的Cb和Cr采样。 为了向DSP内存中的Y, Cb和Cr传输数据，把Y采 样写入Y FIFO中 色度采样拆分后，分别写入Cb和Cr FIFO。
第43/66页
视频显示通道设计
采用Philips 公司的SAA7105H 作为本地回放的视频编码芯 片。SAA7105H 可以将数字视频信号(BT. 656) 编码成普通 电视所能接收的NTSC或PAL制式的复合电视信号(CVBS)。 SAA7105H 还支持VGA 输出, 通过I2C总线对其内部寄存器设 置就可以实现不同的输出。
第18/66页
（补充）BT.656每行的数据结构
第19/66页
3、 视频显示模式
2）Y/C视频显示模式
Y/C视频显示模式与BT.656显示模式类似，只是 单独输出8或10位亮度和色度数据流。 一个数据流包含Y采样，另一个数据流包含复合 Cb和Cr采样。
从Y采样FIFO缓冲区中读取Y采样数据;从Cb和 Cr采样FIFO缓冲区读取Cb和Cr采样数据，并与 色度输出结合。
第27/66页
（3）视频端口中断寄存器（VPIE）
视频端口中断寄存器使能视频端口DSP的中断源。
第28/66页
（4）视频端口中断状态寄存器
视频端口中断状态寄存器显示了视频端口到DSP的 中断状态。
第29/66页
（二） 视频捕获寄存器
TMS320DM642有三个视频端口外围设备VP0、 VP1和VP2，基准地址分别为01C4 0000、 01C4 4000和01C4 8000，书中所列表中缩写名称最后的 x表示VP0～VP2中的一个 该寄存器的绝对地址=基准地址+地址偏移量。 例如：VC_STAT0、VC_STAT1和VC_STAT2的绝 对地址分别为01C4 0100、01C4 4100和01C4 8100。
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(复习2) 视频端口概述
① 可独立配置为视频捕获口、显示口或TSI捕获口 支持多种采集/显示方案和视频标准 可以实现与一般视频AD/视频DA的无缝连接 EDMA直接搬运图像数据，无CPU开销 ② 视频捕获模式 通过采样输入引脚的信号并保存到视频口FIFO 捕获的数据量达到编程的门限，会触发一个EDMA把 数据从FIFO搬运到DSP的内存空间。 捕获窗口指定了每帧需要捕获的数据。 ③ 视频显示模式 VP口显示数据低于预设的门限，触发EDMA EDMA把数据从存储器搬运到视频缓存FIFO中 VP口把FIFO中的按照视频格式输出
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1）BT. 656视频显示模式
第17/66页
（补充）BT.656每行的数据结构
每行数据包含水平控制信号和YCbCr。视频数据信号排列顺 序为Cb-Y-Cr-Y。
每行开始的288字节为行控制信号，开始的4字节为EAV信号 （有效视频结束)，紧接着280个固定填充数据， 最后是4字节的SAV信号(有效视频起始)
缓冲区中己经捕获到规定数量的新采样后，视频端 口会产生一个YEVT (Y event，Y信号事件)。 每产生一个YEVT, DMA都要把数据从缓冲区移动 到DSP内存。
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（3）原始数据捕获模式
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3、 视频显示模式
视频显示模式简介
1）BT. 656视频显示模式
数字信号处理器原理A
第3章 GPIO及视频接口
西安邮电大学 通信与信息工程学院 2014年3月
目 录
第3章 GPIO及视频接口
3.1概述 3.2 GPIO寄存器 3.3 TMS320DM642视频口
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本章学习目标
【学习目标】
熟悉通用目的输入输出接口（GPIO）的结构、 功能与中断扩控制;
视频显示寄存器
第39/66页
视频显示寄存器推荐值
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（四）视频引脚控制寄存器
视频引脚控制寄存器装置包括一些必须的寄存器 装置，如：外设标识以及仿真控制。Ym
VP_PIDx 外设识别寄存器；
VP_PCRx
VP_PFUNCx
外设控制寄存器；
引脚功能寄存器；
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5、基于DM642的视频采集与显示系统
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2、视频捕获模式
（1） BT 656视频捕获模式
BT.656模式捕获混合在一个数据流中的8位或10 位4:2:2亮度和色度数据。 视频数据按照Cb，Y，Cr，Y，Cb，Y，Cr，… 的顺序传输，序列中Cb，Y，Cr表示复合亮度 和色度采样。 捕获后的数据流将会被分解，每个分量都会写 入各自的FIFO中，最后分别传输到DSP内存中 相应的Y、Cb和Cr缓冲区。
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（2） Y/C视频捕获模式
第12/66页
2、视频捕获模式
（3）原始数据捕获模式
在原始数据捕获模式中，只有当CAPEN （ Channel capture enable通道捕获使能）信号有 效时才能采样数据；
按照发送方的时钟进行捕获，不需要任何解释，也 不需要基于数据的值启动或终止捕获。
VCBSTRT1) 定义在区域1中捕获到图像的起始。
（4）视频捕获通道x区域1终止寄存器(VCASTOPI，
VCBSTOPI) 定义在区域1中捕获到图像的终止。
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（5）视频捕获通道x区域2起始寄存器(VCASTRT2, VCBSTRT2) 定义在区域2中捕获到图像的起始。
（6）视频捕获通道x区域2终止寄存器(VCASTOP2, VCBSTOP2)
第35/66页
第36/66页
（三）视频显示模式
视频显示模式选择
视频显示寄存器
第37/66页
视频显示帧大小寄存器
隔 行 消 隐 间 隔 和 视 频 区 域
视频显示场1垂直消隐起 始寄存器 视频显示场1水平消隐起 始寄存器
视频显示场2图像位移寄存器
视频显示场2图像大小寄存器 第38/66页
首先DMA向原始数据FIFO填入数据，然后原始数 据FIFO再向Y FIFO目的寄存器A (YDSTA)写入数 据。DMA必须使用YEVTA事件。
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3）原始数据显示模式
第23/66页
4、视频端口寄存器
视频端口配置寄存器按照不同的功能被分 成4种不同的类型，分别为：
视频端口控制寄存器
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程序代码
int numPixels = EEDVPM642_vCapParamsChan.fldXStop1 - SEEDVPM642_vCapParamsChan.fldXStrt1+1;
/*设置采集行的增量*/
int capLinePitch = SEEDVPM642_vCapParamsChan.fldXStop1 SEEDVPM642_vCapParamsChan.fldXStrt1+1;
视频显示
视频采集
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视频采集通道设计
TVP5150 是TI推出的一款超低功耗, 支持自动识别 NTSC/PAL/ SECAM 制式的视频解码芯片, 具有价格低、体积 小、使用方便的特点。 NTSC/PAL制式的模拟信号送到TVP5150 后, 按照YCbCr 4: 2: 2 的格式转化成数字信号, 在本系统中以 8bit 内嵌同 步信号的BT.656 格式输出。
/*设置显示行的增量*/ int disLinePitch = EVMDM642_vDisParamsChan.imgHSizeFld1;
EVMDM642_vDisParamsChan.segId = EXTERNALHEAP; //EXTERNALHEAP; EVMDM642_vDisParams SAA7105.hI2C = SEEDVPM642_I2C_hI2C; numLines *= 2; /* both fields */
定义在区域2中捕获到图像的终止。
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视频捕获通道A场1起始寄存器
视频捕获通道A场1终止寄存器
视频捕获通道A场2起始寄存器
视频捕获通道A场2终止寄存器
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电视制式有关的一些概念
① 隔行扫描，1帧图像分为奇偶2场：行、场、帧
② 电视制式 PAL (中国) 、NTSC(美/日)、SECAM（法/东欧） PAL：帧频25Hz、场频50Hz、行频15625Hz
视频捕获控制寄存器
视频显示控制寄存器 视频引脚控制寄存器。
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（一） 视频端口控制寄存器
视频端口控制寄存器在下表中列出，分为四个。
第25/66页
（1） 视频端口控制寄存器（VPCTL）
VPCTL寄存器决定了视频端口的基本操作。
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Βιβλιοθήκη Baidu
（2）视频端口状态寄存器（VPSTAT）
void tskVideoLoopback()
{ Int status; int n = 0; Int i;
int m = 0;
FVID_Frame *capFrameBuf,*temp; FVID_Frame *disFrameBuf; /*设置显示的行数*/ Int numLinesDis = EVMDM642_vDisParamsChan.imgVSizeFld1; /*设置采集的行数*/ Int numLinesCap = SEEDVPM642_vCapParamsChan.fldYStop1 SEEDVPM642_vCapParamsChan.fldYStrt1+1; /*判断是显示区域大，还是采集区域大，取其小者*/ Int numLines = (numLinesDis > numLinesCap) ? numLinesCap : numLinesDis; /*设置采集像素数*/
掌握GPIO寄存器各字位内容、配置与应用;
掌握三个视频口的捕获、显示的模式，视频接 口的各寄存器与应用。
知识要点：
GPIO寄存器、视频口的配置方法
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3.3 TMS320DM642视频口
VP0 ～ VP2
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复习
视频端口优点
第5/66页
（引言） 视频接口（VP0 ～VP2 ）） (复习 1) 视频端口概述 （VP0 —VP2
TMS320DM642 有三个视频端口外围设备。视频
端口外设可作为视频采集端口，视频显示端口，
或作为传输流接口（TSI）。
此端口由Ａ和Ｂ两个通道组成。在两个通道之间
存在一个可分开的5120字节的采集/显示缓冲区。
整个端口（全部通道）经常被配置成仅仅进行视
频采集或者视频显示。
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视 频 口 框 图
第44/66页
6、视频应用举例
【例1】编写程序，实现图像采集。
设计分析
首先完成显示的行数、采集行数、显示区域大 小、采集像素数、采集行的增量设置。 之后需对端口进行初始化，配置视频编解码器， 将采集数据放入相应的显示缓冲区；等到采集完 成，交换缓冲区并通知进行下一次采样。
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程序代码
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2、 视频显示模式
2）Y/C视频显示模式
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3、 视频显示模式
3）原始数据显示模式
原始数据显示模式用于向RAMDAC或D/A类型设 备输出数据，输出数据通常采用RGB格式。 输出数据流中不嵌入时序信息，但输出可选的控 制信号可以指定时序。 原始数据模式只使用一个5120字节的FIFO存储输 出数据。
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视频捕获模式选择
视频端口控制寄存器 频捕获通道x控制寄存器
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（二） 视频捕获寄存器
（1）视频捕获通道x状态寄存器(VCASTAT，VCBSTAT)
表示视频捕获通道的当前显示状态。
（2）视频捕获通道A控制寄存器(VCACTL)
实现对视频捕获通道A控制。
（3）视频捕获通道x区域1起始寄存器(VCASTRT1，
2）Y/C视频显示模式
3）原始数据显示模式
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3、 视频显示模式
1）BT. 656视频显示模式
BT.656显示模式可以把8或10位比例为4:2:2的 视频亮度和色度数据复合在一个数据流中输出； 像素将成对输出，每对像素包含两个亮度和两个 色度采样。 色度采样与第一对亮度采样相伴。按照序列 CbYCrY，输出像素在VCKOUT上升沿有效。
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（1） BT 656视频捕获模式
第10/66页
2、视频捕获模式
（2） Y/C视频捕获模式
Y/C捕获模式类似于BT.656捕获模式，但是捕获 的是8或10位4:2:2分离的亮度和色度数据流； 一个数据流包含Y采样； 另一个数据流中，是复合的Cb和Cr采样。 为了向DSP内存中的Y, Cb和Cr传输数据，把Y采 样写入Y FIFO中 色度采样拆分后，分别写入Cb和Cr FIFO。
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视频显示通道设计
采用Philips 公司的SAA7105H 作为本地回放的视频编码芯 片。SAA7105H 可以将数字视频信号(BT. 656) 编码成普通 电视所能接收的NTSC或PAL制式的复合电视信号(CVBS)。 SAA7105H 还支持VGA 输出, 通过I2C总线对其内部寄存器设 置就可以实现不同的输出。
第18/66页
（补充）BT.656每行的数据结构
第19/66页
3、 视频显示模式
2）Y/C视频显示模式
Y/C视频显示模式与BT.656显示模式类似，只是 单独输出8或10位亮度和色度数据流。 一个数据流包含Y采样，另一个数据流包含复合 Cb和Cr采样。
从Y采样FIFO缓冲区中读取Y采样数据;从Cb和 Cr采样FIFO缓冲区读取Cb和Cr采样数据，并与 色度输出结合。