表1 GIO模块的主要API函数

函  数	函数描述
GIO_control	设备控制操作
GIO_create	创建GIO通道
GIO_delete	取消GIO通道，释放资源
GIO_submit	向微驱动发送数据包

在图3中，应用程序使用GIO_create函数创建GIO通道，并通过调用GIO_submit函数直接与微驱动的IOM交换数据，完成视频数据的采集。

应用程序通过GIO类驱动调用微驱动的标准API函数，这些标准API函数的描述如表2所示。这些规定的函数将放入微驱动的函数接口表（IOM_Fxns）中，以供应用程序通过GIO类驱动调用。

表2 微驱动的API函数

函  数	函数描述
MdBidDec	绑定通道
mdCreateChan/mdDeleteChan	创建/删除通道
mdSubmitChan	I/O请求发送
ISRs	中断服务
mdControlChan	硬件设备控制

在图3中，微驱动的IOM接口将应用程序获取图像的命令打包生成数据包，并向微驱动发送。数据包的格式如下：

typedef struct IOM_Packet{

QUE_Elem link; /*数据包队列*/

Ptr addr;/*数据地址*/

Uns size;/*数据长度*/

Arg misc;/*保留使用*/

Arg arg;/*应用程序*/

Uns cmd;/*命令字段*/

Int status;/*命令完成状态*/

}IOM_Packet;

数据包中数据长度与数据地址两字段由应用程序提供，分别表示获取图像的大小及图像存储目的地址。微驱动依据数据包中的命令字段，调用mdSubmitChan函数将数据包放入数据包队列，等待中断服务函数的处理。视频采集中的硬件中断由视频端口内部FIFO的状态触发，中断服务程序根据数据包中的数据地址字段，通过EDMA将视频端口内部FIFO中的视频数据读入SDRAM中的图像存储目的地址。依据数据包中的数据长度字段，在完成相应大小图像的采集后，中断服务程序还将完成以下功能：出列数据包；设置下一次传送或服务请求；设置数据包中的命令完成状态，并向应用程序返回。

3 视频采集驱动中的视频数据传输

视频端口内部FIFO与SDRAM之间的视频数据传输通常有以下几种方法：软件查询、中断和EDMA方法。软件查询消耗CPU的资源太大，是不可取的，中断数据传输虽可节省很多CPU时间，但没有发挥DM642的EDMA资源。EDMA[6]是在DMA基础上发展起来的，用于在没有CPU参与的情况下完成不同存储空间之间的数据搬移。DM642提供了64个独立的EDMA通道，通道的优先级可编程设置，在没有CPU参与的情况下实现片内存储器、片内外设在及外部存储空间之间的数据高速搬移。因此，为减轻CPU的负担，发挥DM642的强大的外部数据传输能力，视频采集驱动使用EDMA完成视频数据从FIFO到SDRAM的传输。

3.1基于双EDMA通道的视频数据传输

利用EDMA将FIFO中的数据传输到SDRAM中有两种方法，但是它们的性能却差别很大。一种方法是利用EDMA将FIFO中的数据直接传送到SDRAM中。这种方法虽然简单且易于操作，但它没有充分发挥SDRAM的页读写的优越性，原因在于EDMA读取FIFO和写入SDRAM时分为两个不同过程来实现，因此EMIF（外部存储器接口）的时序不断地在两者之间切换，造成很大的时间浪费，所以这种传输效率不高。

由于DM642视频端口的内部FIFO提供"满"、"半满"、"空"三种状态，另一方法使用两个EDMA通道进行数据传输。以亮度信号的传输为例，当用于存储亮度分量的内部FIFO半满（640字节）时，触发DM642的硬件中断，在中断服务程序中启用一个EDMA通道将数据从FIFO中读出，存放到缓冲区BUF中。传输完毕后，启动另一个EDMA通道将数据从BUF中传输到SDRAM中。这样，两个EDMA通道分别进行读取FIFO和写入SDRAM的操作，避免了EMIF时序的切换，可以保证EDMA的有效传输。

3.2 EDMA链表在场合成中的使用

在隔行扫描模式下，每帧分为两场，两场在时域上是分开的，但在数据处理时需要将两场合成一帧进行处理，因此要进行大量的数据搬移，占用了大量的CPU时间。通过EDMA链表可自动实现场合成，不需占用额外的CPU时间。

EDMA的参数RAM存放了有关的传输参数，这些参数用于产生EDMA读写操作所需要的地址。如图4所示，在使用EDMA通道传输奇数场时，分别使用不同的EDMA参数RAM。两组参数RAM的目的地址分别指向存储图像的第一行与第二行象素的首地址，并且两组参数RAM通过链接地址循环相连。在EDMA通道的传输中，奇数场传输任务的结束会自动地根据当前参数RAM的链接地址装载传输偶数场的参数RAM，又由两组参数RAM的目的地址可知，奇数场与偶数场分别经EDMA通道传输至帧缓冲区后被隔行存储，这样在无需点用额外CPU时间的前提下就实现了场合成。

4 视频采集驱动程序的调用实例

DSP/BIOS应用程序通过GIO类驱动调用微驱动之前，需使用DSP/BIOS配置工具注册微驱动，将其命名为VP_CAPTURE，并启动GIO模块。

在应用程序中，GIO_create函数使用已注册的微驱动VP_CAPTURE创建GIO通道，通过调用GIO_submit函数完成应用程序对视频数据的采集操作。部分源代码如下：

（1）创建通道

GIO_Handle capChan;

int status;

capChan=GIO_create("VP_CAPTURE"),

IOM_INPUT,&status,(Ptr)&DM642_vCapParams,NULL);

(2)发送获取图像的数据包

GIO_submit(capChan,IOM_READ,bufp,NULL,NULL);其中，DM642_vCapParams包含了视频采集的初始化参数，如图像大小、同步方式等；bufp用于指出采集图像的存储地址。不同的视频应用程序在使用类驱动时，可以通过改变这两个变量复用视频设备。这样，极大地提高了驱动程序的工作效率，对视频外设的控制也大大简化了。

使用类/微驱动模型开发的视频采集驱动程序，有效地解决了图像采集和图像实时处理之间的关系，在几乎不需要CPU的干涉下，利用EDMA完成了数字视频图像数据的高速传输；通过使用类驱动复用驱动程序，视频应用程序的开发次序获得了极大的提高。视频采集驱动程序现已在自主开发的视频处理板上运行良好，为进一步开发远程视频监控系统、可视电话等视频应用打下了坚实的基础。