1 引言

圖像處理系統(tǒng)包括圖像采集模塊和圖像處理模塊。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用SAA7111A EVIP(EnhancedVideo Input Processor)(簡(jiǎn)稱SAA7111A)完成前端圖像采集，使用TMS320VC5509A完成圖像處理。在SAA7111A正常工作前需要對(duì)其進(jìn)行初始化配置，由于這兩款器件內(nèi)部都集成有I2C模塊，可利用I2C總線實(shí)現(xiàn)對(duì)SAA7111A的初始化配置。

2 TMS320VC5509A內(nèi)部I2C模塊

2.1 I2C模塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)

TMS320VC5509A內(nèi)部集成有I2C模塊，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

數(shù)據(jù)發(fā)送寄存器I2CDXR、發(fā)送移位寄存器I2CXSR、數(shù)據(jù)接收寄存器I2CDRR及接收移位寄存器I2CRSR負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)線SDA上串行數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收；時(shí)鐘同步單元用于同步I2C的輸入時(shí)鐘(來(lái)自DSP時(shí)鐘發(fā)生器)和SCL上的時(shí)鐘，并在多主設(shè)備數(shù)據(jù)傳輸模式下保證多個(gè)主設(shè)備時(shí)鐘完全同步；多主發(fā)送傳輸模式下，仲裁單元對(duì)數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)進(jìn)行仲裁；預(yù)分頻器對(duì)I2C模塊的輸入時(shí)鐘分頻；I2C模塊中斷產(chǎn)生單元和DMA同步事件產(chǎn)生單元用于觸發(fā)相應(yīng)CPU中斷和DMA傳輸?？刂萍模癄顟B(tài)存器用于實(shí)現(xiàn)I2C模塊工作模式的設(shè)定和狀態(tài)控制。I2C模塊通過(guò)外設(shè)總線與CPU和DMA控制器進(jìn)行通信。

2.2 I2C總線的數(shù)據(jù)傳輸

I2C總線為一條串行數(shù)據(jù)線(SDA)和一條串行時(shí)鐘線(SCL)。SDA和SCL都支持輸入／輸出雙向傳輸，連接時(shí)需上拉至高電平。則TMS320VC5509A內(nèi)部I2C模塊支持主設(shè)備和從設(shè)備兩種模式，兼容Philip公司的I2C總線傳輸協(xié)議。

由連接至I2C總線的主設(shè)備提供時(shí)鐘。時(shí)鐘線SCL為高電平時(shí)，SDA上的數(shù)據(jù)須穩(wěn)定，只有當(dāng)SCL上的時(shí)鐘信號(hào)為低電平時(shí)，SDA上的數(shù)據(jù)才改變。I2C模塊在I2C總線配置為主模式時(shí)，產(chǎn)生START和STOP條件，如圖2所示。I2C總線的數(shù)據(jù)格式支持7-bit地址格式和10-bit地址格式，數(shù)據(jù)格式如圖3所示。

3 增強(qiáng)型視頻輸入處理器SAA7111A

3.1概述

SAA7111A廣泛應(yīng)用于桌面視頻、多媒體、數(shù)字電視、圖像處理、視頻電話的高性能視頻輸入處理器。

SAA7111A主要有以下特點(diǎn)：SAA7111A共有4路模擬視頻信號(hào)輸入端，可以為4路CVBS或2路S視頻(Y／C)，可編程設(shè)置4路視頻輸入中的一路或者兩路組成不同的工作模式；能實(shí)現(xiàn)行同步、場(chǎng)同步信號(hào)的自動(dòng)監(jiān)測(cè)、分離，并且行同步信號(hào)的起始位置與結(jié)束位置均可編程控制；場(chǎng)頻50 Hz或60Hz自動(dòng)檢測(cè)，對(duì)不同輸入制式的亮度信號(hào)、色差信號(hào)進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)亮度、色度以及飽和度的片內(nèi)實(shí)時(shí)控制；I2C總線接口，配置片內(nèi)寄存器，實(shí)現(xiàn)用戶所需功能；SAA7111A輸出為16位VPO總線，支持不同位寬的數(shù)據(jù)輸出格式；有片內(nèi)時(shí)鐘產(chǎn)生電路，通過(guò)數(shù)字PLL鎖定行同步。

3.2 I2C總線接口

SAA7111A作為從設(shè)備時(shí)，其寫地址為48H，讀地址為49H，配置寄存器時(shí)I2C總線上數(shù)據(jù)格式如圖4所示。

3.3 SAA7111A片內(nèi)寄存器

SAA7111A內(nèi)部有32個(gè)控制寄存器，22個(gè)可編程設(shè)置。本系統(tǒng)只用其中一部分寄存器，通過(guò)I2C總線配置這些寄存器，使其正常工作。SAA7111A片內(nèi)寄存器功能如表1所列。

4 接口設(shè)計(jì)

系統(tǒng)選用模式0，視頻信號(hào)由SAA7111A的AIll引腳輸入。SAA7111A的時(shí)鐘由24.576 MHz的晶體振蕩器提供，數(shù)字PLL產(chǎn)生同步時(shí)鐘信號(hào)LLC，CREF是時(shí)鐘參考信號(hào)，其頻率與LLC相等，高電平時(shí)各輸出信號(hào)穩(wěn)定。VPO輸出圖像數(shù)據(jù)，每2個(gè)LLC周期輸出1個(gè)16位YUV4：2：2格式的數(shù)據(jù)。同時(shí)產(chǎn)生的輸出信號(hào)還包括水平參考信號(hào)HREF和垂直參考信號(hào)VREF。YMS320VC5509A的I2C模塊的串行數(shù)據(jù)線(SDA)和串行時(shí)鐘線(SCL)直接與SAA7111A的I2C總線SDA與SCL相連．并接上拉電阻，保證I2C總線處于空閑狀態(tài)時(shí)SDA與SCL都處于高電平，這樣DSP利用I2C總線配置視頻采集器件。SAA7111A與DSP的接口原理圖如圖5所示。

5 配置SAA7111A

將TMS320VC5509A的I2C模塊設(shè)定為I2C總線的主設(shè)備，地址為0000H，7位地址工作模式，傳輸速率為100 Kb／s；而SAA7111A作為從設(shè)備，讀地址為49H，寫地址為48H。

5.1 I2C模塊初始化

利用I2C總線配置SAA7111A之前，應(yīng)先初始化DSP的I2C模塊。

CCS提供強(qiáng)大的芯片支持庫(kù)，可直接調(diào)用I2C模塊的芯片支持庫(kù)函數(shù)完成I2C模塊的初始化以及SAA7111A的配置。調(diào)用庫(kù)函數(shù)之前應(yīng)包含頭文件csl i2c.h。I2C初始化結(jié)構(gòu)如下：

而調(diào)用初始化函數(shù)初始化DSP的I2C模塊I2C_setup(&My_Init)。

由于本系統(tǒng)的I2C模塊只用于配置SAA7111A，并不進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，無(wú)需中斷I2C模塊，因此中斷使能關(guān)閉。

5.2利用I2C總線配置SAA7111A

DSP的I2C模塊初始化后，則利用I2C總線配置SAA7111A。同樣，使用CCS的芯片支持庫(kù)函數(shù)實(shí)現(xiàn)SAA7111A的配置。發(fā)送到I2C總線上的配置數(shù)據(jù)組：

由于SAA7111A接收I2C總線發(fā)送的多個(gè)數(shù)據(jù)時(shí)，其子地址遞增，因此在發(fā)送數(shù)據(jù)組里，第一個(gè)數(shù)據(jù)是子地址，后面依次是發(fā)送到該子地址及后面子地址的數(shù)據(jù)值。

調(diào)用寫I2C總線函數(shù)，配置SAA7111A寄存器。

注意：發(fā)送從地址不包括讀寫位，而SAA7111A作為從設(shè)備的讀地址為49H，寫地址為48H都是包括讀寫位(Slave Address+W／R)。因此上面的發(fā)送從地址不是0x48，而是0x24。同樣在利用芯片支持庫(kù)函數(shù)進(jìn)行讀操作時(shí)，從地址不是0x49，而是0x24。

6 結(jié)束語(yǔ)

利用本文介紹的方法成功實(shí)現(xiàn)DSP對(duì)SAA7111A的初始化配置。SAA7111A與TMS320VC5509A都集成有I2C模塊，便于配置SAA7111A。CCS提供強(qiáng)大的芯片支持庫(kù)CSL，可直接使用這些函數(shù)便于訪問(wèn)片上外設(shè)。這些函數(shù)都是經(jīng)過(guò)優(yōu)化的，其執(zhí)行效率高并不比直接使用匯編語(yǔ)言編寫的代碼低。