用EDMA传输数字视频信号

提出了如何利用EDMA将数字视频信号从较小的缓冲区转移到较大的存储器，经过排序组成一幅完整的图像的方法。
    关键词：EDMA，DSP，中断服务程序
　　

1　引　言
　　现有的电视技术中多采用隔行扫描技术，因此，对全电视信号直接采样所得到的数字视频信号，其图像信息是不连续的。而在现代图像处理技术中，常常是利用图像中位置相邻的像素之间的灰度关系进行各种运算，因此，必须将经过A／D变换之后的视频信号进行排序处理，在存储器中形成一幅完整的图像。EDMA（Enhanced Direct Memory Access）是指在TMS320C6x11／C64xDSP中，没有CPU参与的情况下，实现数据在DSP的各个存储器之间的转移。我们在系统中先用一片FPGA滤去数字视频信号中的非图像信息，然后，利用EDMA将处理过的数字信号从较小的缓冲区（如双口RAM）转移到较大的存储器，组成一幅完整的图像供DSP处理。
2　设置EDMA可选参数寄存器
2．1　EDMA传输参数组概述
　　EDMA传输参数组由6个32位的字构成，用来定义EDMA传输过程，包括可选参数、源地址、目标地址、数据计数、地址修改索引、链接地址等各种寄存器。可选参数寄存器决定了EDMA的传输方式，共有10种控制位，下面主要阐述如何设置可选参数寄存器。

2．2　设置传输数据单元
　　EDMA支持对8位、16位、32位的数据的存储，本系统中对图像灰度信号采用8位的量化，DSP的外部数据线为32位的，于是，可以把4个像素的灰度值合并成一个数据单元（element），共计32位，因此，寄存器中的ESIZE位设置为00b。
2．3　设置传输维数及地址更新方式
　　数字化后的视频信号在缓冲区（源数据区）中是连续地存储的，地址是增长的（SUM＝01b），可以视为一维的（2DS＝0b）。在目标存储区，图像数据是按行存放的，而且每一行的列数和视频信号的每一行的点数相同，这样，目标数据区的存储变为一个二维的结构（2DD＝1b）。地址也是增长的（DUM＝01b），行与行间隔为存放一行电视信号所需的字节数，可以通过设置FRMIDX寄存器来实现。这样，只要设置存放奇数场和偶数场信号的起始地址相差一行，就能在目标存储区得到一幅完整的图像。图1为传输示意图。
2．4　设置传输结束后EDMA产生中断　　
    在视频信号填满缓冲区的一半时，由FPGA给DSP一个外部中断，可以是INT4～INT7之中的任意一个，对应启动EDMA的4号传输通道至7号传输通道之一。触发信号到来时，EDMA取走整块数据（FS＝1），同时，视频信号不断被写到缓冲区的另一半。把缓冲区分成两半，读数据和写数据不在同一个半区，保证了数据的完整性。
　　在一次传输结束后，传输参数组中源地址和目标地址都需发生改变，本系统中，源地址和目标地址有很多种不同的情况，不能用链接方式来改变传输参数组（LINK＝0b），而改用中断的方式，将传输结束中断位TCINT设置为1，我们在系统中采用的是INT7事件作为EDMA的触发事件，相应地传输结束代码位TCC设为0111b。这样，当对应的通道7的传输结束后，EDMA控制器将向CPU发出一个名为EDMA  INT的中断信号。

3　中断服务程序ISR（Interrupt Service Routines）
3．1　中断程序的功能
　　如果CPU响应中断（缺省为CPU　INT8），就转向执行对应的中断服务程序。可以在ISR中改变EDMA传输参数组，为下次的传输做准备。缓冲区分为上下两个部分，这表明数据源的地址有两种，而且在每次传输结束后，源地址必须改成另一个半区的地址，
这是典型的乒乓算法。同样，对于奇数场和偶数场的切换也可以用乒乓算法来完成，它们决定了目标地址的选择。
3．2　利用DSP／BIOS配置工具配置中断函数
　　生成一个DSP／BIOS配置文件，并将它加入到工程中，打开配置文件，在Scheduling树的HWI子树中，为HWI　INT8项加上中断函数。需要注意的是，如果配置文件不再保存在工程所在的目录，则必须在编译选项中加上－i选项，指明配置文件的位置，否则，编译程序找不到中断函数的定义。
3．3　算法实现
　　我国的电视信号采用的是PAL制，每行是64μs，其中，图像信号占52μs，若采用12．288MHz采样，每行得到640个图像信号，即160个数据单元，共640×8bit的数据，若采用两片IDT7025双口RAM构成8Kbyte×32bit缓冲区，则半区可以存储25行的数字视频信号。即，当缓冲区写满了25行后，FPGA就给DSP外部引脚INT7高电平信号，触发EDMA开始传输数据。为了传输的方便，用FPGA在偶数场信号到来之前，先向缓冲区写入半行黑电平，这样，一场图像的行数是288行，传送一场需要12次传输，所以，在第13次传输到来时，必须进行奇数场和偶数场的切换，以改变目标存储器的起始地址。
3．4　算法流程图
　　算法流程图如图2所示。
4　结束语
　　由于C6x11DSP的片内存储空间只有64Kbyte，对于大数据量的图像处理系统来讲，数据必须在内部存储器和各个外部存储器之间不停传输，EDMA可以在不需要CPU干涉或重新编程条件下连续地传输，提高了CPU的效率，因此，EDMA被称为二级存储结构DSP的“脊梁”。

参考文献

1　任丽香等．TMS320C6000系列DSPs的原理与应用．北京：电子工业出版社，2000