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1、 Blackfin533的DMA技術(shù)及其在圖像處理中的應(yīng)用摘要:介紹了Blackfin533中DMA的類型及特點(diǎn),描述了DMA在實(shí)時(shí)圖像處理領(lǐng)域數(shù)據(jù)傳輸中的重要應(yīng)用,給出了兩個(gè)具體的應(yīng)用實(shí)例,最后指出了使用Blackfin533的DMA時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)。 關(guān)鍵詞:Blackfin533;DMA;實(shí)時(shí)圖像處理;數(shù)據(jù)傳輸直接存儲(chǔ)器存?。?,簡(jiǎn)稱?對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是非常重要的。它可以使在運(yùn)行指令的同時(shí)從外部存儲(chǔ)器或設(shè)備中存取數(shù)據(jù),也可以在不參與的情況下,由 摘要:介紹了Blackfin533中DMA的類型及特點(diǎn),描述了DMA在實(shí)時(shí)圖像處理
2、領(lǐng)域數(shù)據(jù)傳輸中的重要應(yīng)用,給出了兩個(gè)具體的應(yīng)用實(shí)例,最后指出了使用Blackfin533的DMA時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)。 關(guān)鍵詞:Blackfin533;DMA;實(shí)時(shí)圖像處理;數(shù)據(jù)傳輸直接存儲(chǔ)器存取( ,簡(jiǎn)稱?對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是非常重要的。它可以使在運(yùn)行指令的同時(shí)從外部存儲(chǔ)器或設(shè)備中存取數(shù)據(jù),也可以在不參與的情況下,由專用的控制器存取數(shù)據(jù)。 中的系列產(chǎn)品包括和兩類,都是公司最新的基于微信號(hào)體系結(jié)構(gòu)的,這些器件含有兩個(gè),并集成了大量的外圍設(shè)備和存儲(chǔ)器接口,每秒運(yùn)算速度最高可達(dá),因而比較適用于各種視頻、音頻、通信領(lǐng)域。處理器有多個(gè)獨(dú)立的控制器,它能以最小的處理器內(nèi)核
3、消耗支持?jǐn)?shù)據(jù)的自動(dòng)傳輸。傳輸可以發(fā)生在處理器的內(nèi)存與支持的任一外設(shè)之間。此外,還可以完成有功能的外設(shè)與連接在外部存儲(chǔ)器接口上的外部設(shè)備(包括控制器和異步存儲(chǔ)控制器)之間數(shù)據(jù)傳輸。處理器可利用在存儲(chǔ)器空間內(nèi)部,以及在一個(gè)存儲(chǔ)器空間和外圍設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù),并可以指定傳輸操作,以便完全集成化的控制器獨(dú)立于處理器完成數(shù)據(jù)傳輸時(shí)返回到正常的處理。處理器的控制器同時(shí)支持和 傳輸,其傳輸初始化可以通過寄存器狀態(tài)描述符塊中的一組參數(shù)來實(shí)現(xiàn)。 行和列最大可支持×個(gè)元素任意數(shù)。而且列的步長(zhǎng)可小于行的步長(zhǎng),并可執(zhí)行交叉存取的數(shù)據(jù)流。這一個(gè)特點(diǎn)在某些視頻應(yīng)用場(chǎng)合特別有用。
4、有個(gè)通道控制器。有功能的外設(shè)包括、和。每個(gè)支持的外設(shè)至少有一個(gè)專用的通道??刂破骺梢酝瓿傻膸追N數(shù)據(jù)傳輸類型如下:()存儲(chǔ)器和存儲(chǔ)器之間();()存儲(chǔ)器和串行外設(shè)接口()之間;()存儲(chǔ)器和串行接口 ()之間;()存儲(chǔ)器和通用異步收發(fā)器接口之間;()存儲(chǔ)器和并行外設(shè)接口()之間;處理器上的傳輸可以基于描述符,也可以基于寄存器?;诿枋龇膫鬏斝枰么娣旁诖鎯?chǔ)器內(nèi)的一組參數(shù)來初始化一個(gè)序列。這種傳輸允許多個(gè)序列鏈接在一起。在基于描述符的操作中,一個(gè)通道可以通過編程自動(dòng)建立起來,并可在當(dāng)前序列完成后開始另一個(gè)傳輸?;诩拇嫫鞯脑试S處理器直接對(duì)控制寄存器編程來啟動(dòng)一個(gè)傳輸。傳輸完成后,為了連續(xù)傳輸數(shù)據(jù),
5、也可以用它們?cè)瓉碓O(shè)置的值自動(dòng)更新控制寄存器。在數(shù)字圖像處理中的應(yīng)用是數(shù)字信號(hào)處理器()中用于快速數(shù)據(jù)交換的重要技術(shù),它具有獨(dú)立于的后臺(tái)批量數(shù)據(jù)傳輸能力,能夠滿足實(shí)時(shí)圖像處理中的高速數(shù)據(jù)傳輸要求。由于圖像處理的原始數(shù)據(jù)量很大,同時(shí)圖像處理中也會(huì)產(chǎn)生等量的中間數(shù)據(jù),對(duì)于片內(nèi)存儲(chǔ)資源有限的高速芯片來說,一般需要借用外部存儲(chǔ)空間。為了提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)處理能力,可以將數(shù)據(jù)在不同存儲(chǔ)空間的轉(zhuǎn)移任務(wù)交給來完成,從而使只專注于數(shù)據(jù)的計(jì)算。同時(shí)對(duì)數(shù)據(jù)的重排功能可以優(yōu)化圖像數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存儲(chǔ),這不僅可以提高內(nèi)部存儲(chǔ)空間的利用效率,也可以提高數(shù)據(jù)的傳輸效率。雖然圖像數(shù)據(jù)的傳輸也可由軟件實(shí)現(xiàn),但會(huì)消耗大量的時(shí)鐘周期,從
6、而使的高速性能難以發(fā)揮。而由來進(jìn)行同樣的工作卻不占用的時(shí)鐘周期。內(nèi)部專門為適應(yīng)視頻數(shù)據(jù)處理而增加的二維及相關(guān)寄存器有以下幾種:()配置寄存器( )主要用來設(shè)置二維方式使能和中斷產(chǎn)生方式,其中中斷可以在一行結(jié)束時(shí)產(chǎn)生,也可以在整個(gè)結(jié)束時(shí)產(chǎn)生。()內(nèi)層循環(huán)計(jì)數(shù)寄存器( )用于在二維時(shí)保存內(nèi)層循環(huán)的數(shù)目(或稱行數(shù)),該數(shù)目必須大于等于。()內(nèi)層循環(huán)地址增量寄存器( - )用于在二維時(shí)保存每一次內(nèi)層循環(huán)計(jì)數(shù)器加之后(也就是在內(nèi)層每傳輸完一個(gè)元素,但不包括每個(gè)內(nèi)層的最后一個(gè)元素),操作(讀或?qū)懀┑刂吩趦?nèi)存中的增量,此增量應(yīng)該是二維操作的數(shù)據(jù)單元長(zhǎng)度的整數(shù)倍,如二維進(jìn)行位讀寫時(shí),此增量必須是?倍。()外層
7、循環(huán)計(jì)數(shù)寄存器( ):該寄存器僅在二維中使用,任務(wù)是保存外層循環(huán)的數(shù)目(或稱位列數(shù))。()外層循環(huán)地址增量寄存器( - ):該寄存器也僅在二維中使用,任務(wù)是保存每次外層循環(huán)計(jì)數(shù)器加后,操作地址在內(nèi)存中的增量,該值可以為負(fù),且應(yīng)為二維操作數(shù)據(jù)單元長(zhǎng)度的整數(shù)倍。應(yīng)用舉例存儲(chǔ)器的有效利用對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者來說是需要著重考慮的問題。外部存儲(chǔ)器比較昂貴,而且其存取時(shí)具有較長(zhǎng)的延遲。為了克服上述問題,處理器片上集成有控制器,可支持片外存儲(chǔ)器。因?yàn)橐曨l數(shù)據(jù)率要求非??量?,幀緩沖區(qū)必須設(shè)立在外部存儲(chǔ)器上。這樣,當(dāng)處理器操作一個(gè)緩存時(shí),另一個(gè)緩存便可以存儲(chǔ)通過并用傳輸?shù)臄?shù)據(jù),見圖。下例可將的接口上從圖像采集芯片傳送過
8、來的視頻流中的一場(chǎng)視頻圖像(×像素)存儲(chǔ)到外部存儲(chǔ)器中。具體程序代碼如下:_() ? ; 把圖像存放在中的起始地址處; ; 圖像的行數(shù); ; 在內(nèi)層每次傳完一個(gè)元素后地址的增量,因?yàn)槊看蝹鬏斘唬允? ; 外層循環(huán)的數(shù)目,因?yàn)榭偟木彺鏋?#215;字節(jié),所以? ; 傳完一行數(shù)據(jù)后的地址增量,因?yàn)槭谴鎯?chǔ)空間是連續(xù)的,所以是? ?外設(shè)的開啟; ;使能,整個(gè)結(jié)束產(chǎn)生中斷,存儲(chǔ)器寫。位傳輸,重新開始前丟失中的數(shù)據(jù)。當(dāng)一個(gè)完整的圖像幀存放在后,數(shù)據(jù)將傳輸?shù)絻?nèi)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中,這樣,處理器內(nèi)核用一個(gè)時(shí)鐘周期的延遲就可以訪問到數(shù)據(jù)。為此,控制器可以用二維傳輸獲得像素塊。圖所示是一個(gè)ד宏
9、塊”的傳輸示意圖。圖2 為了有效地從原圖像中傳輸一個(gè)圖像塊,一般需要控制四個(gè)參數(shù): 、 、 和 。其中 和 分別表示水平和垂直方向上讀入讀出的元素?cái)?shù)。在此應(yīng)用中“水平”和“垂直”是抽象的概念,因?yàn)閳D像數(shù)據(jù)在外存中實(shí)際上是線性存儲(chǔ)的。另外兩個(gè)參數(shù) 和 是在傳輸了必需的 和 后跨越的數(shù)據(jù)量。從性能上看,任何時(shí)候最多四個(gè)唯一的內(nèi)部子組()都是活動(dòng)的。這意味著在視頻結(jié)構(gòu)中,填充一個(gè)子組()時(shí),到 只是把數(shù)據(jù)從一個(gè)子組()拖進(jìn)來,而沒有額外的子組()激活延遲。下面是一個(gè)到的傳輸代碼:_() ;_;是緩沖區(qū)的地址_;×;_;_ ; 是×圖像塊在中的地址_;_;_;_; _;_ ;_ ;消除中斷; 中的使用注意事項(xiàng)下面兩種情況會(huì)導(dǎo)致總線錯(cuò)誤:()數(shù)據(jù)沒有對(duì)齊當(dāng)要傳送的數(shù)據(jù)與當(dāng)前地址不相符時(shí),可能發(fā)生數(shù)據(jù)沒有對(duì)齊的錯(cuò)誤。數(shù)據(jù)不對(duì)齊包括有情況:第一是當(dāng) 寄存器的為()時(shí),地址的最低位不等于;第二是當(dāng)-為()時(shí),最低兩位地址不等于。如果出現(xiàn)上述錯(cuò)誤,寄存器中的位應(yīng)被置位。()非法存儲(chǔ)器訪問發(fā)生非法存儲(chǔ)器訪問時(shí)(如訪問空間),處理器將得到一個(gè)錯(cuò)誤響應(yīng)并導(dǎo)致以下結(jié)果:第一是通道會(huì)結(jié)束當(dāng)前的單個(gè)或突發(fā)式傳送;第二是信道的使能位(配置字的)將被清零;第三是產(chǎn)生一個(gè)總線錯(cuò)誤中斷并使 狀態(tài)寄存器中的位被置位。還有一點(diǎn)就是要保證對(duì)
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