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* 93213: 基于i.mx6高清视频采集技术详解

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 基于i.mx6高清视频采集技术详解
1 概述
本文介绍基于freescale i.MX6 高清视频采集方案的技术详解,高清视频输入可以为HDMI、DVI或者VGA的方式。分辨率支持1600*1200@60、1920*1080@60、1280x720@60HZ等多种。视频解码芯片采用ADI的ADV7441A。
实现低成本、高性能、高集成度的视频采集产品。
包括硬件设计详解、软件设计详解。
2 功能列表
序号 功能 详细说明
1 处理器 Freescale’s i.MX6 Dual CPUs: ARM Cortex A9, each @ 1GHz
2 内存 1GB DDR3 1066MHz
3 存储器 Emmc NAND FLASH 4GB
4 TF卡 TF卡, 
5 以太网 10M/100/100M以太网
6 USB HOST USB HOST,USB 2.0 
7 固态硬盘 Msata硬盘
8 高清视频输入 支持一路VGA或者HDMI或者DVI高清视频输入,分辨率为1600*1200@60或者1920*1080@60或者1280x720@60HZ等
9 H.264或者MPEG4编码 支持H.264或者MPEG4编码,分辨率至少为1600*1200@30或者1920*1080@30或者1280x720@60HZ等
10 操作系统 Linux 3.0.15
11 工作温度 -40℃-70℃
3 系统框图
产品系统主要包括i.MX6 Dual处理器、以太网、高清视频解码芯片、固体硬盘、USB HOST以及调试串口。
功能见如下框图
                              
4 软件设计
4.1 CSI框图
 

4.2 ADV7441A I2C寄存器设置
42 03 0C ; Disable TOD
42 05 02 ; Prim_Mode =010b for automatic graphics mode
42 06 07 ; VID_STD=00111b for automatic graphics mode
42 1D 40 ; Disable TRI_LLC
42 3C A8 ; SOG Sync level for atenuated sync, PLL Qpump to default
42 37 00 ; PCLK Polarity
42 47 0A ; Enable Automatic PLL_Qpump and VCO Range
42 68 F2 ; Auto CSC, RGB Out
42 6B F2 ; Setup CPOP_SEL & DE Enable
42 7B 1D ; Turn off EAV and SAV codes
42 7C 00 ; HS/VS Positive
42 7E 03 ; HS Adjust
42 7F 88 ; VS Adjust 
42 F4 3F ; Max Drive Strength
42 87 E8 ; Enable Manual PLL Divider Ratio 0x870 = 2160 
42 88 70 ; Set PLL Divider Ratio
42 8C 07 ; HS adjust
42 8D 5A ; HS adjust
42 8E 87 ; VBI Adjust
42 8F 01 ; Set Free Run Line Length 0x17E = 382
42 90 7E ; Set Free Run Line Length
42 AB 4E ; Set Line Count Max 0x4E2 = 1250
42 AC 20 ; Set Line Count Max
42 B5 08 ; Deglitch Filter adjust
42 91 10 ; Progressive
4.3 引脚定义
static iomux_v3_cfg_t mx6q_sabresd_csi1_sensor_pads[] = {          /* IPU2 tvin */         MX6Q_PAD_EIM_DA0__IPU2_CSI1_D_9,         MX6Q_PAD_EIM_DA1__IPU2_CSI1_D_8,         MX6Q_PAD_EIM_DA2__IPU2_CSI1_D_7,         MX6Q_PAD_EIM_DA3__IPU2_CSI1_D_6,         MX6Q_PAD_EIM_DA4__IPU2_CSI1_D_5,         MX6Q_PAD_EIM_DA5__IPU2_CSI1_D_4,         MX6Q_PAD_EIM_DA6__IPU2_CSI1_D_3,         MX6Q_PAD_EIM_DA7__IPU2_CSI1_D_2,         MX6Q_PAD_EIM_EB2__IPU2_CSI1_D_19,         MX6Q_PAD_EIM_D16__IPU2_CSI1_D_18,         MX6Q_PAD_EIM_D18__IPU2_CSI1_D_17,         MX6Q_PAD_EIM_D19__IPU2_CSI1_D_16,         MX6Q_PAD_EIM_D20__IPU2_CSI1_D_15,         MX6Q_PAD_EIM_D26__IPU2_CSI1_D_14,         MX6Q_PAD_EIM_D27__IPU2_CSI1_D_13,         MX6Q_PAD_EIM_D28__IPU2_CSI1_D_12,         MX6Q_PAD_EIM_D17__IPU2_CSI1_PIXCLK,         MX6Q_PAD_EIM_EB3__IPU2_CSI1_HSYNC,         MX6Q_PAD_EIM_D29__IPU2_CSI1_VSYNC,         MX6Q_PAD_EIM_D31__GPIO_3_31,            /* tvin reset , low */
};
4.4 adv7441a复位和CPU相应寄存器初始化
 #define SABRESD_TVIN_REST       IMX_GPIO_NR(3, 31)  static void mx6q_csi1_io_init(void) {         mxc_iomux_v3_setup_multiple_pads(mx6q_sabresd_csi1_sensor_pads,                 ARRAY_SIZE(mx6q_sabresd_csi1_sensor_pads));         /* tvin reset */         gpio_request(SABRESD_TVIN_REST, "tvin-rest");         gpio_direction_output(SABRESD_TVIN_REST, 1);         gpio_direction_output(SABRESD_TVIN_REST, 0);         msleep(10);         gpio_direction_output(SABRESD_TVIN_REST, 1);         /* For MX6Q:          * GPR1 bit19 and bit20 meaning:          * Bit19:       0 - Enable mipi to IPU1 CSI0          *                      virtual channel is fixed to 0          *              1 - Enable parallel interface to IPU1 CSI0          * Bit20:       0 - Enable mipi to IPU2 CSI1          *                      virtual channel is fixed to 3          *              1 - Enable parallel interface to IPU2 CSI1          * IPU1 CSI1 directly connect to mipi csi2,          *      virtual channel is fixed to 1          * IPU2 CSI0 directly connect to mipi csi2,          *      virtual channel is fixed to 2          * For MX6DL:          * GPR13 bit 0-2 IPU_CSI0_MUX          *   000 MIPI_CSI0          *   100 IPU CSI0         if (cpu_is_mx6q())                 mxc_iomux_set_gpr_register(1, 20, 1, 1);  //  CPU工作在IPU2 CSI1
        else if (cpu_is_mx6dl())                 mxc_iomux_set_gpr_register(13, 0, 3, 4); } 


4.5 V4L主设备驱动

static int mxc_v4l2_s_param(cam_data *cam, struct v4l2_streamparm *parm)
        if (ifparm.if_type == V4L2_IF_TYPE_BT656) {             if (ifparm.u.bt656.clock_curr == 0) {                 csi_param.clk_mode = IPU_CSI_CLK_MODE_CCIR656_INTERLACED;             } else {                 if (cam->  device_type != 1)                     csi_param.clk_mode = IPU_CSI_CLK_MODE_GATED_CLK;                 else                     csi_param.clk_mode = IPU_CSI_CLK_MODE_CCIR656_PROGRESSIVE;             }             if (ifparm.u.bt656.mode == V4L2_IF_TYPE_BT656_MODE_NOBT_8BIT) {                 csi_param.data_width = IPU_CSI_DATA_WIDTH_8;             } else if (ifparm.u.bt656.mode                     == V4L2_IF_TYPE_BT656_MODE_NOBT_10BIT) {                 csi_param.data_width = IPU_CSI_DATA_WIDTH_10;             } else {                 csi_param.data_width = IPU_CSI_DATA_WIDTH_8;             }             csi_param.Vsync_pol = ifparm.u.bt656.nobt_vs_inv;             csi_param.Hsync_pol = ifparm.u.bt656.nobt_hs_inv;             csi_param.pixclk_pol = ifparm.u.bt656.latch_clk_inv;             csi_param.ext_vsync = ifparm.u.bt656.bt_sync_correct;         } if (ifparm.if_type == V4L2_IF_TYPE_BT1120) {             {                 if (ifparm.u.bt1120.clock_curr == 0) {                     csi_param.clk_mode = IPU_CSI_CLK_MODE_CCIR1120_INTERLACED_SDR;                 }
 else {                     if (cam->  device_type != 1)                         csi_param.clk_mode = IPU_CSI_CLK_MODE_GATED_CLK;                     else                         csi_param.clk_mode = IPU_CSI_CLK_MODE_CCIR1120_PROGRESSIVE_SDR;                 }             }             if (ifparm.u.bt1120.mode == V4L2_IF_TYPE_BT1120_MODE_BT_8BIT) {                 csi_param.data_width = IPU_CSI_DATA_WIDTH_8;             } else if (ifparm.u.bt1120.mode                     == V4L2_IF_TYPE_BT1120_MODE_BT_16BIT) {                 csi_param.data_width = IPU_CSI_DATA_WIDTH_16;             } else {                 csi_param.data_width = IPU_CSI_DATA_WIDTH_8;             }             csi_param.Vsync_pol = ifparm.u.bt1120.nobt_vs_inv;             csi_param.Hsync_pol = ifparm.u.bt1120.nobt_hs_inv;             csi_param.pixclk_pol = ifparm.u.bt1120.latch_clk_inv;             csi_param.ext_vsync = ifparm.u.bt1120.bt_sync_correct;         } 
4.6 adv7441a_probe函数

static int adv7441a_probe(struct i2c_client *client,                 const struct i2c_device_id *id)  {         int ret = 0;          tvin_plat = client->  dev.platform_data;         if (tvin_plat->  io_init)                 tvin_plat->  io_init();         if (tvin_plat->  reset)                 tvin_plat->  reset();         if (tvin_plat->  pwdn)                 tvin_plat->  pwdn(0);         msleep(1);         /* Set initial values for the sensor struct. */         memset(&adv7441a_data, 0, sizeof(adv7441a_data));         adv7441a_data.sen.i2c_client = client;         adv7441a_data.sen.streamcap.timeperframe.denominator = 30;         adv7441a_data.sen.streamcap.timeperframe.numerator = 1;          adv7441a_data.std_id = V4L2_STD_ALL;         video_idx = ADV7441A_NOT_LOCKED;         adv7441a_data.sen.streamcap.capability = V4L2_MODE_HIGHQUALITY | V4L2_CAP_TIMEPERFRAME;         adv7441a_data.sen.pix.width = video_fmts[video_idx].raw_width;         adv7441a_data.sen.pix.height = video_fmts[video_idx].raw_height;  adv7441a_data.sen.pix.pixelformat = V4L2_PIX_FMT_YUYV; //像素格式
        adv7441a_data.sen.pix.priv = 1;  /* 1 is used to indicate TV in */         adv7441a_data.sen.on = true;         adv7441a_data.sen.csi = 1;  }
4.7 V4L从设备给V4L主设备的获取时序模式参数的函数
static int ioctl_g_ifparm(struct v4l2_int_device *s, struct v4l2_ifparm *p) {         if (s == NULL) {                 pr_err("   ERROR!! no slave device set!\n");                 return -1;         }         /* Initialize structure to 0s then set any non-0 values. */         memset(p, 0, sizeof(*p));         p->  if_type = V4L2_IF_TYPE_BT1120;/* This is the only possibility. */         p->  u.bt656.mode = V4L2_IF_TYPE_BT1120_MODE_BT_8BIT;         p->  u.bt656.clock_curr = 1;         return 0; } 
4.8 V4L从设备给V4L主设备的获取分辨率的函数

static int ioctl_enum_framesizes(struct v4l2_int_device *s,                 struct v4l2_frmsizeenum *fsize) {         if (fsize->  index >  = 1)                 return -EINVAL;                 fsize->  discrete.width = (hdmi_read(0x07) & 0x0f) * 256 + hdmi_read(0x08);                 fsize->  discrete.height = (hdmi_read(0x09) & 0x0f) * 256 + hdmi_read(0x0a);                 adv7441a_autoset(fsize->  discrete.width, fsize->  discrete.height);                 fsize->  discrete.height -= (fsize->  discrete.height) % 8;         return 0; } 更多详细技术信息请参看成都嵌智捷科技网站或咨询公司技术支持,



发表时间:2013年11月18日19:10:25

  
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