Blackfin533的DMA技術(shù)及其在圖像處理中的應(yīng)用

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，描述了DMA在實時圖像處理領(lǐng)域數(shù)據(jù)傳輸中的重要應(yīng)用，給出了兩個具體的應(yīng)用實例，最后指出了使用Blackfin533的DMA時應(yīng)注意的事項。 關(guān)鍵詞：Blackfin533；DMA；實時圖像處理；數(shù)據(jù)傳輸直接存儲器存?。?，簡稱?對計算機系統(tǒng)是非常重要的。它可以使在運行指令的同時從外部存儲器或設(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，描述了DMA在實時圖像處理

2、領(lǐng)域數(shù)據(jù)傳輸中的重要應(yīng)用，給出了兩個具體的應(yīng)用實例，最后指出了使用Blackfin533的DMA時應(yīng)注意的事項。   關(guān)鍵詞：Blackfin533；DMA；實時圖像處理；數(shù)據(jù)傳輸直接存儲器存?。?，簡稱?對計算機系統(tǒng)是非常重要的。它可以使在運行指令的同時從外部存儲器或設(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體系結(jié)構(gòu)的，這些器件含有兩個，并集成了大量的外圍設(shè)備和存儲器接口，每秒運算速度最高可達(dá)，因而比較適用于各種視頻、音頻、通信領(lǐng)域。處理器有多個獨立的控制器，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)與連接在外部存儲器接口上的外部設(shè)備（包括控制器和異步存儲控制器）之間數(shù)據(jù)傳輸。處理器可利用在存儲器空間內(nèi)部，以及在一個存儲器空間和外圍設(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立于處理器完成數(shù)據(jù)傳輸時返回到正常的處理。處理器的控制器同時支持和 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)來實現(xiàn)。 行和列最大可支持×個元素任意數(shù)。而且列的步長可小于行的步長，并可執(zhí)行交叉存取的數(shù)據(jù)流。這一個特點在某些視頻應(yīng)用場合特別有用。   

4、有個通道控制器。有功能的外設(shè)包括、和。每個支持的外設(shè)至少有一個專用的通道?？刂破骺梢酝瓿傻膸追N數(shù)據(jù)傳輸類型如下：（）存儲器和存儲器之間（）；（）存儲器和串行外設(shè)接口（）之間；（）存儲器和串行接口 （）之間；（）存儲器和通用異步收發(fā)器接口之間；（）存儲器和并行外設(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。基于描述符的傳輸需要用存放在存儲器內(nèi)的一組參數(shù)來初始化一個序列。這種傳輸允許多個序列鏈接在一起。在基于描述符的操作中，一個通道可以通過編程自動建立起來，并可在當(dāng)前序列完成后開始另一個傳輸。基于寄存器的允許處理器直接對控制寄存器編程來啟動一個傳輸。傳輸完成后，為了連續(xù)傳輸數(shù)據(jù)，

5、也可以用它們原來設(shè)置的值自動更新控制寄存器。在數(shù)字圖像處理中的應(yīng)用是數(shù)字信號處理器（）中用于快速數(shù)據(jù)交換的重要技術(shù)，它具有獨立于的后臺批量數(shù)據(jù)傳輸能力，能夠滿足實時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，同時圖像處理中也會產(chǎn)生等量的中間數(shù)據(jù)，對于片內(nèi)存儲資源有限的高速芯片來說，一般需要借用外部存儲空間。為了提高系統(tǒng)的實時處理能力，可以將數(shù)據(jù)在不同存儲空間的轉(zhuǎn)移任務(wù)交給來完成，從而使只專注于數(shù)據(jù)的計算。同時對數(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，這不僅可以提高內(nèi)部存儲空間的利用效率，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現(xiàn)，但會消耗大量的時鐘周期，從

6、而使的高速性能難以發(fā)揮。而由來進行同樣的工作卻不占用的時鐘周期。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)束時產(chǎn)生，也可以在整個結(jié)束時產(chǎn)生。（）內(nèi)層循環(huán)計數(shù)寄存器（ ）用于在二維時保存內(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（ - ）用于在二維時保存每一次內(nèi)層循環(huán)計數(shù)器加之后（也就是在內(nèi)層每傳輸完一個元素，但不包括每個內(nèi)層的最后一個元素），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)單元長度的整數(shù)倍，如二維進行位讀寫時，此增量必須是?倍。（）外層

7、循環(huán)計數(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)單元長度的整數(shù)倍。應(yīng)用舉例存儲器的有效利用對系統(tǒng)設(shè)計者來說是需要著重考慮的問題。外部存儲器比較昂貴，而且其存取時具有較長的延遲。為了克服上述問題，處理器片上集成有控制器，可支持片外存儲器。因為視頻數(shù)據(jù)率要求非?？量?，幀緩沖區(qū)必須設(shè)立在外部存儲器上。這樣，當(dāng)處理器操作一個緩存時，另一個緩存便可以存儲通過并用傳輸?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視頻圖像（×像素）存儲到外部存儲器中。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)層每次傳完一個元素后地址的增量，因為每次傳輸位，所以是? ; 外層循環(huán)的數(shù)目，因為總的緩存為×字節(jié),所以? ; 傳完一行數(shù)據(jù)后的地址增量，因為是存儲空間是連續(xù)的，所以是? ?外設(shè)的開啟； ;使能，整個結(jié)束產(chǎn)生中斷，存儲器寫。位傳輸，重新開始前丟失中的數(shù)據(jù)。當(dāng)一個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)存儲器中，這樣，處理器內(nèi)核用一個時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圖像塊，一般需要控制四個參數(shù)： 、 、 和 。其中 和 分別表示水平和垂直方向上讀入讀出的元素數(shù)。在此應(yīng)用中“水平”和“垂直”是抽象的概念，因為圖像數(shù)據(jù)在外存中實際上是線性存儲的。另外兩個參數(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，任何時候最多四個唯一的內(nèi)部子組（）都是活動的。這意味著在視頻結(jié)構(gòu)中，填充一個子組（）時，到 只是把數(shù)據(jù)從一個子組（）拖進來，而沒有額外的子組（）激活延遲。下面是一個到的傳輸代碼：_() ;_;是緩沖區(qū)的地址_;×；_;_ ; 是×圖像塊在中的地址_;_;_;_; _;_ ;_ ;消除中斷； 中的使用注意事項下面兩種情況會導(dǎo)致總線錯誤：（）數(shù)據(jù)沒有對齊當(dāng)要傳送的數(shù)據(jù)與當(dāng)前地址不相符時，可能發(fā)生數(shù)據(jù)沒有對齊的錯誤。數(shù)據(jù)不對齊包括有情況：第一是當(dāng) 寄存器的為（）時，地址的最低位不等于；第二是當(dāng)-為（）時，最低兩位地址不等于。如果出現(xiàn)上述錯誤，寄存器中的位應(yīng)被置位。（）非法存儲器訪問發(fā)生非法存儲器訪問時（如訪問空間），處理器將得到一個錯誤響應(yīng)并導(dǎo)致以下結(jié)果：第一是通道會結(jié)束當(dāng)前的單個或突發(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)生一個總線錯誤中斷并使 狀態(tài)寄存器中的位被置位。還有一點就是要保證對