視頻采集中DMA控制的流模式接口設(shè)計

關(guān)鍵詞： DMA , 采集 , 接口 , 模式 , 視頻

引言

隨著計算機(jī)技術(shù)、多媒體技術(shù)以及通信技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字視頻技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。在數(shù)字視頻技術(shù)的研究中，視頻數(shù)據(jù)傳輸是一個技術(shù)關(guān)鍵。本文針對視頻數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)量大、實時性要求高的特點，采用流模式傳輸，將視頻采集數(shù)據(jù)通過DMA從存儲資源緊張的片內(nèi)緩存區(qū)搬運至片外SDRAM幀緩沖區(qū)，實現(xiàn)圖像的高速傳輸。

利用SoPC(System on Programmable Chip)片上可編程系統(tǒng)技術(shù)，將處理器、多口SDRAM控制器、DMAC、I2C接口等模塊集成到一塊FPGA上，實現(xiàn)視頻圖像的采集、存儲、傳輸和顯示。采用自定制組件的辦法，將多口sDRAM控制器封裝成符合流模式規(guī)范的一個外設(shè)掛在Avalon總線上，非常方便DMAC進(jìn)行數(shù)據(jù)的搬運，并大大提高了系統(tǒng)的性能。

1 流模式傳輸規(guī)范

流模式傳輸是Altera Nios II嵌入式系統(tǒng)中的一種高級Avalon總線傳輸方式。這種傳輸模式在流模式主外設(shè)和流模式從外設(shè)之間建立一個開放的信道，以提供連續(xù)的數(shù)據(jù)傳輸。這個信道使得只要存在有效數(shù)據(jù)就能進(jìn)行數(shù)據(jù)的流動，主設(shè)備不需要不斷地對從外設(shè)的狀態(tài)寄存器進(jìn)行訪問。這樣使得主從端口之間的數(shù)據(jù)吞吐量達(dá)到最大，同時也避免了從外設(shè)的數(shù)據(jù)上溢或下溢。流傳輸模式最適合DMA傳輸。一個只包含流控制信號和一個計數(shù)器的*基金項目：深圳市科技計劃資助項目(200708)。DMA 控制器就可以用來在一個從外設(shè)和一個存儲器之間連續(xù)地傳輸數(shù)據(jù)。

2010-2-22 14:35:07 上傳

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本設(shè)計采用流傳輸模式的從端口讀傳輸和從端口寫傳輸?shù)姆椒?。從端口讀傳輸中，除了要設(shè)計接收主端口發(fā)出的clk信號、address信號、 read信號、chipselect信號和readdata信號之外，從外設(shè)還需要設(shè)置dataavailable信號有效來表示它能夠接收讀傳輸。從端口讀傳輸接口信號及其時序如圖1所示，由從外設(shè)發(fā)出的dataavailable有效時啟動流模式讀傳輸，數(shù)據(jù)通過DMA的搬運，開始連續(xù)不斷地由從外設(shè)流向主端口直至傳輸完成，傳輸?shù)耐Ｖ够蛑袛嘁灿蓮耐庠O(shè)來決定。同樣的道理，在寫傳輸中，要設(shè)計接收主端口發(fā)出的clk信號、address信號、 write信號等基本從端口寫傳輸信號之外，從外設(shè)則需要設(shè)置ready-fordata信號有效來表示它能夠接收寫傳輸，圖2為從端口寫傳輸接口信號及其時序。此外，讀傳輸和寫傳輸中的endofpacket信號取決于用戶設(shè)計。

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2 SoPC系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

如圖3所示，SoPC系統(tǒng)以32位Nios II處理器為核心，將所有的接口模塊集成到一塊FPGA內(nèi)。其中，多口SDRAM控制器作為一個自定制外設(shè)與其他通用外設(shè)(DMA控制器、SRAM控制器、Flash接口等)一同掛在Avalon總線上，并與圖像采集模塊、VGA顯示控制模塊以及12C通信模塊等一起構(gòu)成SoPC視頻采集系統(tǒng)。本設(shè)計中，片外SDRAM容量較大，作為視頻數(shù)據(jù)源緩沖區(qū)以及顯示緩沖區(qū)；片外SRAM速度快但資源有限，可用于視頻處理緩沖區(qū)。從SDRAM(數(shù)據(jù)源)到 SRAM(處理緩沖區(qū))以及從SRAM(處理緩沖區(qū))到SDRAM(顯示緩沖區(qū))的傳輸，則由DMAC采用流模式的方法來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的搬運。

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3 流模式接口的設(shè)計

(1)四口SDRAM控制器

本系統(tǒng)采用片外SDRAM作為幀緩沖區(qū)，而對SDRAM使用的關(guān)鍵在于其控制接口的設(shè)計。在SoPCBuilder集成開發(fā)軟件中，可直接使用系統(tǒng)元件庫提供的單口SDRAM控制器，但是該控制器IP核無法滿足采集、傳輸和顯示同時進(jìn)行的要求。因此，自定制了一個四口SDRAM控制器。如圖4所示，該四口SDRAM控制器中的2個端口用于流模式的讀和寫，另外2個端口一個作為圖像數(shù)據(jù)源輸入，還有一個作為VGA顯示輸出。

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采用FPGA的數(shù)字視頻接口轉(zhuǎn)換設(shè)備設(shè)計

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采用FPGA的數(shù)字視頻接口轉(zhuǎn)換設(shè)備設(shè)計

。圖像傳感器MT9M111采集到現(xiàn)實景物后，將生成的ITU-R BT.656數(shù)據(jù)流由ITU數(shù)據(jù)輸出端口發(fā)送給視頻轉(zhuǎn)換接口。視頻轉(zhuǎn)換接口將ITU數(shù)據(jù)輸入端口送來的ITU-R BT.656數(shù)據(jù)流

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基于SRAM接口的多路視頻采集壓縮模塊

針對當(dāng)前視頻產(chǎn)品對在屏顯示功能和接口多樣化的需求，設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于SRAM接口的多路視頻采集壓縮模塊。該模塊利用視頻處理芯片TW2835 來實現(xiàn)多路視頻采集、在屏顯示外部

2009-09-07 10:06:04

雙路4K60視頻采集卡游戲直播采集卡

VS018M1是一款雙路4K采集卡，兩路高清輸入，4K輸入環(huán)出，靈活的擴(kuò)展能力,1080P高清采集，混音功能；零延遲環(huán)出4K/60游戲畫面，同時讓你順暢推流1080P/60Hz畫面，到

2024-01-23 11:11:07

ARM系統(tǒng)中DMA方式在數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用

討論了ARM系統(tǒng)中DMA通道的工作原理，并利用DMA技術(shù)設(shè)計了基于S3C2410和FPGA的CCD相機(jī)采集系統(tǒng)，給出了數(shù)據(jù)采集接口設(shè)計方案，以及Linux操作系統(tǒng)下接口的設(shè)備驅(qū)動程序。測試結(jié)果表明

2010-12-07 14:26:24

dma是什么意思? 什么是dma?

dma是什么意思? 什么是dma? DMA的英文拼寫是“Direct Memory Access”，漢語的意思就是直接內(nèi)存訪問，是一種不經(jīng)過CPU而直接從內(nèi)存了存取數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)交換模式

2008-04-17 17:06:03

34060

MAX121與TMS320VC5402在高速數(shù)據(jù)采集中的接口

MAX121與TMS320VC5402在高速數(shù)據(jù)采集中的接口設(shè)計 TMS320VC5402

2008-10-09 14:55:29

811

換體DMA高速數(shù)據(jù)采集電路的CPLD實現(xiàn)

換體DMA高速數(shù)據(jù)采集電路的CPLD實現(xiàn) 介紹了換體DMA高速數(shù)據(jù)采集電路原理及其CPLD實現(xiàn)。用CPLD設(shè)計雙端口RAM緩存、控制譯碼、時序邏輯電路，很好地解決了電路元件所占體積

2009-03-28 15:09:18

666

基于CMOS圖像傳感器的USB接口圖像采集系統(tǒng)設(shè)計

基于CMOS圖像傳感器的USB接口圖像采集系統(tǒng)設(shè)計介紹以CPLD控制為核心的CMOS圖像采集系統(tǒng)，系統(tǒng)選用彩色圖像傳感器OV7620，并通過USB接口以類似DMA方

2009-10-15 23:49:07

1484

實時視頻采集系統(tǒng)的SDRAM控制器設(shè)計

實時視頻采集系統(tǒng)的SDRAM控制器設(shè)計 0 引言在PAL→VGA的實時視頻采集系統(tǒng)中，由于視頻數(shù)據(jù)流的數(shù)據(jù)量大、實時性要求高。需要高速大容量的存

2009-11-24 09:33:19

811

USB控制器芯片及其在圖像采集中的應(yīng)用

USB控制器芯片及其在圖像采集中的應(yīng)用詳細(xì)介紹CYPRESS2131 USB控制器芯片的特點和功能,并對其在圖像采集中應(yīng)用進(jìn)行詳盡的分析。文中包括原理圖及

2009-12-08 15:22:40

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采用DSP的DMA控制技術(shù)分析

摘要：通過分析TMS320C2XX使用保持(HOLD)操作的直接存儲器訪問(DMA)和DMA控制器8237-5的工作原理,解決了DSP與8237-5的軟硬件接口問題，實現(xiàn)了DMA在數(shù)字化語言學(xué)習(xí)系統(tǒng)中的應(yīng)用. 關(guān)鍵詞:DMA DSP HOLD 操作

2011-02-25 12:37:08

C5402 DMA結(jié)合MCBSP在數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的應(yīng)用

本文設(shè)計的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)利用C5402的存儲器直接存儲控制DMA與多通道緩沖串行口McBSP結(jié)合來設(shè)計系統(tǒng)，使得CPU正常工作與DMA數(shù)據(jù)采集并行進(jìn)行，提高了DSP的運行效率。

2011-08-09 11:18:40

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視頻采集接口的設(shè)計與實現(xiàn)

利用Blackfin DSP 特有的PP I接口設(shè)計了視頻采集接口 ,其特點是數(shù)據(jù)采集過程獨立于DSP內(nèi)核。并給出了采集程序?qū)嵗?。試驗證明, PP I接口傳輸速率高,可實現(xiàn)低功耗下的高速數(shù)據(jù)傳輸。

2011-08-09 17:26:14

CPLD在視頻采集卡中的應(yīng)用

文章中視頻采集卡采用Ahera公司的CPLD器件中的E.PLD系列產(chǎn)品作為輯控制部分完成對視頻采集卡的邏輯控制。

2012-01-06 15:14:37

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1394卡與視頻采集卡的區(qū)別

視頻采集卡現(xiàn)在的種類太多了，除了常見的各種接口類型的VGA采集卡、HDMI采集卡等，還有USB采集卡，與USB一樣作為計算機(jī)兩大接口之一的1394，在很早之前就有1394卡，現(xiàn)在說那說的1394

2012-02-13 16:52:03

STM32學(xué)習(xí):ADC/DMA/USART

學(xué)習(xí) STM32 的ADC轉(zhuǎn)換，在開發(fā)板上寫程序調(diào)試。四個任務(wù)： 1.AD以中斷方式(單次)采集一路 2.AD以中斷方式連續(xù)采集四路 3.AD以DMA方式采集一路，DMA深度為一級 4.AD以DMA方式采集四路，每路

2012-03-23 10:54:11

4547

PDIUSBD12在DMA模式下的應(yīng)用

PDIUSBD12在DMA模式下的應(yīng)用，下來看看

2016-12-14 15:07:03

基于CPLD控制的通用視頻采集模塊詳述

本文實現(xiàn)了一種基于CPLD控制的視頻采集模塊。CPLD主要通過視頻A/D的輸出狀態(tài)信號以及TMS320C6x DSP的相應(yīng)輸出控制信號生成FIFO的控制信號，實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)流的傳輸通路。這種純硬件實現(xiàn)

2017-10-20 11:11:48

DMA控制器與單片機(jī)的接口技術(shù)

在某些單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，往往需要解決外部設(shè)備與存儲貯器之間快速傳送數(shù)據(jù)的問題。為此，本文研究了DMA控制器8237與單片機(jī)8031的接口技術(shù)。

2017-12-06 11:28:42

2996

基于PCI Core的鏈?zhǔn)?b class="flag-6" style="color: red">DMA控制器設(shè)計

介紹一種基于PCI總線的高效鏈?zhǔn)?b class="flag-6" style="color: red">DMA控制器的設(shè)計與實現(xiàn)，用于高速寬帶的計算機(jī)外設(shè)接口。利用Altera公司的PCI核——PCI_MT32搭建基于此控制器的數(shù)據(jù)采集平臺，并成功應(yīng)用在DVB數(shù)據(jù)接收卡中。

2017-12-06 13:56:13

2782

dma控制器芯片8257資料介紹

DMA既可以指內(nèi)存和外設(shè)直接存取數(shù)據(jù)這種內(nèi)存訪問的計算機(jī)技術(shù)，又可以指實現(xiàn)該技術(shù)的硬件模塊（對于通用計算機(jī)PC而言，DMA控制邏輯由CPU和DMA控制接口邏輯芯片共同組成，嵌入式系統(tǒng)的DMA控制器內(nèi)建在處理器芯片內(nèi)部，一般稱為DMA控制器，DMAC）。

2017-12-07 10:23:24

15812

dma控制器由什么組成

2017-12-07 16:08:38

5155

基于FPGA的PCIe總線接口的DMA控制器的實現(xiàn)并進(jìn)行仿真驗證

本文實現(xiàn)的基于FPGA的PCIe總線接口的DMA控制器是在Altera PHY IP和Synopsys Core IP的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的，利用Synopsys VIP驗證環(huán)境進(jìn)行了功能仿真驗證

2018-01-11 10:57:04

11281

基于STM32單片機(jī)ADC連續(xù)采集和DMA循環(huán)轉(zhuǎn)換

描述：用ADC連續(xù)采集11路模擬信號，并由DMA傳輸?shù)絻?nèi)存。ADC配置為掃描并且連續(xù)轉(zhuǎn)換模式，ADC的時鐘配置為12MHZ。在每次轉(zhuǎn)換結(jié)束后，由DMA循環(huán)將轉(zhuǎn)換的數(shù)據(jù)傳輸?shù)絻?nèi)存中。ADC可以連續(xù)采集N次求平均值。最后通過串口傳輸出最后轉(zhuǎn)換的結(jié)果。

2018-10-22 15:28:29

18001

視頻采集中DMA控制的流橫式接口設(shè)計

數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)量大、實時性要求高的特點，采用流模式傳輸，將視頻采集數(shù)據(jù)通過DMA從存儲資源緊張的片內(nèi)緩存區(qū)搬運至片外sDRAM幀緩沖區(qū)，實現(xiàn)圖像的高速傳輸。利用SoPC(System on Programmable Chip)片上可編程系統(tǒng)技術(shù)，將處理器、多口SDRAM控制器、D

2019-02-02 22:35:01

193

dma控制器的組成

一個DMA控制器，實際上是采用DMA方式的外圍設(shè)備與系統(tǒng)總線之間的接口電路，這個接口電路是在中斷接口的基礎(chǔ)上再加DMA機(jī)構(gòu)組成。習(xí)慣上將DMA方式的接口電路稱為DMA控制器。

2019-04-01 16:08:06

10025

如何使用FPGA和ARM設(shè)計和實現(xiàn)多路視頻采集系統(tǒng)

提出了一種基于FPGA+ARM的多路視頻采集系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)方法。該視頻采集系統(tǒng)不僅能對多路快速變化的視頻信號進(jìn)行采集和處理，而且能應(yīng)用為系統(tǒng)信號發(fā)生設(shè)備．系統(tǒng)采用FPGA為核心高速時序邏輯控制

2019-11-19 15:51:42

STM32的ADC1采集多條通道可以不使用DMA功能嗎？

STM32的ADC1采集多條通道，可以不使用DMA功能嗎？

2020-03-14 14:46:08

5164

通過DMA模式控制串口傳輸?shù)姆椒?/a>

在USART文章中講解了串口的輪詢和中斷模式，本文介紹一下通過DMA模式控制串口傳輸。

2020-09-23 11:08:10

10189

ZNEO CPU 上的 DMA 控制器特性分析

本應(yīng)用筆記介紹了 ZNEO CPU 中的 DMA 控制器及其突出的特性，例如 DMA 和 CPU 帶寬共享控制以及四個獨立的 DMA 通道。本文檔還描述了 DMA 模式，以及它的軟件實現(xiàn)和應(yīng)用程序

2021-06-21 17:28:25

1347

STM32CubeMX下STM32單片機(jī)聲音傳感器DMA方式采集多通道數(shù)據(jù)（ADC-DMA）

2021-12-24 19:25:14

STM32HAL庫DMA模式串口收發(fā)

串口模式實現(xiàn)有三種1.普通模式：在主函數(shù)中接收函數(shù)2.中斷模式：產(chǎn)生的不影響主程序運行3. DMA模式：與主函數(shù)互不影響，獨立運行本文記錄三種DMA模式。

2022-01-14 16:02:04

視頻接口的分類

視頻接口的主要作用是將視頻信號輸出到外部設(shè)備，或者將采集的視頻信號收集起來。五花八門的視頻接口按照視頻信號類型可以分為模擬接口和數(shù)字接口，常見視頻接口的外觀參見下表。

2022-05-30 09:50:41

3586

DMA內(nèi)存到內(nèi)存模式

。 ? ? 內(nèi)存到內(nèi)存模式不得用于循環(huán)模式。 3.1 DMA工藝工作流程總結(jié) 主程序開始時，調(diào)用HAL_DMA_Init（）復(fù)位所有外設(shè)，初始化flash接口和systick。 HAL_DMA

2023-03-23 15:23:00

1859

stm32g030多路adc DMA采集程序

stm32g030_多路adc_DMA采集程序

2023-06-19 09:43:09

CKS32F4xx系列ADC多通道DMA電壓采集

CKS32F4xx系列ADC多通道DMA電壓采集

2023-11-06 16:53:33

313

示波器在進(jìn)?信號采集中沒有出現(xiàn)波形，該如何處理?

示波器采集模式決定由示波器從模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器(簡稱ADC)所獲取的采樣點如何與波形點相結(jié)合及顯示。那么示波器采集模式有哪幾種?示波器在進(jìn)?信號采集中沒有出現(xiàn)波形，該如何處理?接下來一起看看

2023-11-20 16:31:37

356

集中器與采集終端有什么區(qū)別？

的設(shè)備，可以集中控制和管理多個終端設(shè)備。它通常用于數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)和數(shù)據(jù)管理等工作，可以對接多種不同的終端設(shè)備，如傳感器、儀表、計量裝置等。 2. 采集終端：采集終端是指直接與被采集對象相連的設(shè)備，用于采集、處理和傳輸被

2023-12-12 14:33:31

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