原创 DM642 FVID驱动

TI公司为开发DSP的外设驱动程序,推出了DSP/BIOS Device Driver Kit（DDK）,定义了标准的设备驱动模型,并提供了一系列的API接口。

外设驱动程序分为两层:

① 类驱动(class driver)。类驱动程序用来为应用程序提供接口。这部分程序与设备无关,主要功能包括维护设备数据缓冲区,向上提供API接口供应用层程序调用,并协调应用程序对外设操作的同步和阻塞;向下提供适配层与迷你驱动层相连,实现API接口函数到迷你驱动层程序的映射。类驱动程序与硬件无关,只要外设驱动模型选定了,类驱动程序就定下来了,不需要做多少修改。

② 迷你驱动(mini driver)。迷你驱动程序与设备相关,所以设计迷你驱动程序是外设驱动开发中的重点。迷你驱动程序与类驱动层的接口格式是统一的,但迷你驱动程序对底层硬件的操作是根据硬件平台的不同而变化的。迷你驱动接收类驱动层发出的IOM＿Packet命令包,决定对底层硬件进行什么样的操作。

外设驱动程序模型又可以分为以下3类:

①PIP/PIO模型。基于数据管道的I/O模型,每个管道都在维护自己的一个缓冲区。当数据写入缓冲区,或从缓冲区取出数据时,便会激发notifyReader()和notifyWriter()函数实现数据的同步。

②SIO/DIO模型。基于数据流的I/O模型,一个数据流是单向的,要么是输入,要么是输出,而且SIO/DIO模型使用异步方式来操作I/O,对于数据的读写、处理可以同时进行。

③ GIO模型。通用的I/O模型,灵活性很强,且没有适配层,直接操作迷你驱动程序,主要用来设计新型的设备驱动模型。

比较PIO、SIO和GIO

PIO支持更底层的通信,适合设计比较简单的外设驱动程序。例如在TI公司的6X11DSK板上实现的音频采集和回放,一般都是基于PIO模型的。而SIO模型具有很好的缓冲器分配回收机制,比较适合描述视频设备, SIO提供的功能也是相当丰富的,GIO 模型设计的目的就是针对特殊硬件的新型设备,以根据实际的场合和功能使用GIO设备驱动模型。

FVID驱动模型

TI公司最初设计的GIO 模型存在缺陷的,主要在数据缓冲区管理的问题上,应用程序在取得设备驱动程序的缓冲区进行数据处理之后,无法将缓冲区返回设备驱动程序。于是TI公司在推出DM642这一款主要用于视频处理的DSP芯片的同时,对GIO模型进行了改进,提出了专门针对视频设备的FVID模型。

FVID模型是建立在GIO模型之上的,以FVID_alloc()、FVID_exchange()、FVID_free()函数对GIO模型中的GIO＿submit()函数进行封装,解决了GIO模型中驱动程序不能回收缓冲区的问题。

此外FVID模型还专门设计了FVID＿frame结构。此结构中包含了常用的视频信号的信息,如行数、列数、YUV结构、场频等,很适合描述视频数据帧,为视频场合设计的FVID模型主要是针对DM64X 系统设计的.

迷你驱动各个函数的具体实现如下:

① mdBindDev()函数。在应用程序建立设备接口(如FVID＿create()函数)时被调用以实施设备邦定,完成对外部设备的初始化。而与其对应的是mdUBindDev()函数,使用mdUBindDev()函数会使设备处于无效状态,不能再使用。

② mdCreateChan()函数。使用此函数为应用程序和驱动程序建立通信通道,同时为每个通道申请缓冲区。在TI公司发布的FVID模型中,为每个通道都分配了3个缓冲区,轮流与外部设备交换数据,每个缓冲区对应1帧视频数据。与mdCreateChan()对应的是md_DeleteChan()函数,用于删除设备通道,释放缓冲区资源。

③ mdSubmitChan()函数。负责管理缓冲区,分别接受应用程序发出的FVID＿ALLOC()、FVID＿EXCHANGE()、FVID＿FREE()三个命令并进行处理。其中FVID＿ALLOC命令获取驱动程序中的缓存区,应用程序从三个缓冲区中取出最新的一帧视频数据,对其中的数据做处理,而只剩下的缓冲区用来接受外部设备输入的数据。FVID＿EXCHANGE()将使用完的缓存区与驱动程序的最新数据缓存区交换,应用程序处理完1帧数据,将这1帧数据返回驱动程序,再读入新的1帧数据进行处理。FVID＿FREE()将使用完的缓存区重新返回给驱动程序,应用程序将处理完的数据帧返回驱动程序,而不再向驱动程序申请新的数据帧。

④ mdControlChan()函数。用来操作外部视频设备,完成对视频数据的采集和输出。应用程序通过FVID_Control()函数将命令传递给GIO_Control()函数，然后再GIO_Control()传递给mdControlChan()函数,最后将命令分发到指定的设备。

FVID 函数：

FVID_create()作用：是分配并初始化FVID通道对象;

语法:fvidChan = FVID_create (name, mode, *status, optArgs, *attrs);

参数定义：

String name            /* handle to an instance of the device */
Int mode               /* pointer to buffer allocated by driver */
Int *status            /* pointer to size of buffer pointed to by */
Ptr optArgs            /* */
FVID_Attrs *attrs      /* */

其中:

name是设备实例的句柄,是一个字符串mode 是选择的模式,只有两个值:IOM_INPUT 设置采集模式,IOM_OUTPUT设置显示模式。

status是由下层mini driver返回的状态值。

attrs 是指向FVID_Attrs结构的指针:
FVID_Attrs的定义如下:

typedef struct FVID_Attrs {

                          Uns timeout;
                          } FVID_Attrs;

timeout成员用来指定旗语同步,它的值可以是:

SYS_FOREVER:会让FVID_alloc, FVID_free and FVID_exchange的调用不确定的等待到这个调用完成.

数字的timeout值会让这些APIs阻塞一段指定的时间(以系统时钟). 0值会让APIs不阻塞,他们会立刻返回,这种情况下,应用程序会检查返回的status值来保证调用已经成功完成.

备注:FVID_alloc, FVID_free 和 FVID_exchange 的调用只能在 DSP/BIOS task (TSK).

FVID_create的返回值:

如果通道成功的打开了,那么FVID_create返回一个指向通道的句柄.这个句柄可以用来让后来的模块调用这个通道.

实列： 

 /* Initialize the attributes */
FVID_ATTRS dispAttrs = FVID_ATTRS;
/* Create an instance to a video display device */ chan-
Handle = FVID_create(“\display0”, IOM_INPUT, NULL, NULL,&dispAttrs);

FVID_control()作用是:发送一个控制命令给下层的mini_driver

语法: status = FVID_control (fvidChan, cmd, args);

参数定义:

　　　FVID_Handle fvidChan    /* handle to an instance of the device */
      Int cmd                 /* control command */
      Ptr args                /* pointer to control command arguments */
      Return Value Int status /* returns IOM_COMPLETED if successful */

参数说明:

　　　　fvidChan 是FVID_create()创建的指向通道的句柄。
　　　　cmd有两个值:IOM_ABORT----作用是中止所以的未定的I/O工作。
                     IOM_FLUSH----作用是所以采集口的工作被丢弃,所以显示I/O的工作正常进行。

　　　　Args　是要传递的命令(参数或者结构体)的指针。

　　　　返回值:如果调用成功,FVID_control返回IOM_COMPLETED .如果有错误产生,这个调用会返回一个负值。

实例：
/* abort all pending video driver I/O jobs */
FVID_control(fvidChan, IOM_ABORT, NULL);

FVID-alloc()作用：申请获得驱动程序缓存单元。

语法：status = FVID_alloc (fvidChan, bufp);

参数定义：

       FVID_Handle fvidChan /* handle to an instance of the device */

       Ptr bufp /* pointer to buffer allocated by driver */

       Return Value Int status /* returns IOM_COMPLETED if successful */

参数说明：

       fvidChan 是FVID_create()创建的指向通道的句柄。

       bufp 是输出参数，指向所申请的驱动缓存空间的指针。

       返回值：如果调用成功,FVID_alloc()返回IOM_COMPLETED，如果有错误产生,这个调用会返回一个负值。

       备注：这个函数只能是在外设已经加载和初始化之后才能调用。其中的句柄应该由FVID_create()函数提供。

       实例：

/* allocate a buffer from the device */

status = FVID_alloc(chanHandle, dispBuf);
 

FVID_exchange()作用：交换应用程序和驱动程序缓存空间，实际作用相当于FVID_free()和FVID_alloc()函数的组合。

语法： status = FVID_exchange (fvidChan, bufp);

参数定义：

      FVID_Handle fvidChan /* handle to an instance of the device */

      Ptr bufp /* pointer to buffer exchanged by driver */

      LgUns *pSize /* pointer to size of buffer pointed to by bufp */

参数说明：

      fvidChan 是FVID_create()创建的指向通道的句柄。

      bufp 是输入输出参数，刚开始指向的是应用程序需要交换的缓存空间，交换后，指向与驱动程序进行缓存空间交换后的内存空间。

      pSize 是指向bufp内存大小的指针。

返回值：如果调用成功,FVID_exchange()返回IOM_COMPLETED，如果有错误产生,这个调用会返回一个负值。

      备注：这个函数只能是在外设已经加载和初始化之后才能调用。其中的句柄应该由FVID_create()函数提供。

实例：

/* allocate a buffer from the device */

status = FVID_exchange(chanHandle, dispBuf);

FVID_free()作用：释放返回应用程序申请的缓存给驱动程序

语法： status = FVID_free (fvidChan, bufp);

参数定义：

       FVID_Handle fvidChan /* handle to an instance of the device */

       Ptr bufp /* pointer to buffer to be relinquished to driver */

       LgUns *pSize /* pointer to size of buffer pointed to by bufp */

参数说明：

      fvidChan 是FVID_create()创建的指向通道的句柄。

      bufp 是输入参数，指向的是应用程序需要释放返回的缓存空间。

      pSize 是指向bufp内存大小的指针。

返回值：如果调用成功,FVID_free()返回IOM_COMPLETED，如果有错误产生,这个调用会返回一个负值。

备注：这个函数只能是在外设已经加载和初始化之后才能调用。其中的句柄应该由FVID_create()函数提供。

实例：

Example /* free a buffer back to the device */

status = FVID_free(chanHandle, dispBuf);

FVID_delete()作用： 申请关闭一个FVID channel 对象。

语法： status = FVID_delete (fvidChan);

参数定义：

       FVID_Handle fvidChan /* handle to an instance of the device */

参说说明：

       fvidChan 是FVID_create()创建的指向通道的句柄。

返回值：如果调用成功,FVID_delete()返回IOM_COMPLETED，如果有错误产生,这个调用会返回一个负值。

备注：这个函数只能是在外设已经加载和初始化之后才能调用。其中的句柄应该由FVID_create()函数提供。

实例：

Example /* allocate a buffer from the device */

status = FVID_delete(chanHandle);