【原文：http://zjbintsystem.blog.51cto.com/964211/464729】      2010年即将过去，有很多感慨需要总结一下，自从2010年1月份开始着手写DM6446开发攻略以来，得到很多网友和客户对本人博客的支持，同时结识一些有诚意的客户，他们对本人和我们团队的认可，在这里表示感谢。特别是南京航空航天大学的一个非常有个性、有良知和责任的李博导，对本团队的项目设计速度的赞赏，让本人非常感动。潜水2个多月没有更新博客，多少有点对不住51CTO的关照，在另一款新产品出来前，DM6446开发攻略的2010年最后一篇文章，本人决定从做DAVINCI产品的角度，认真写好最有价值的视频处理。DAVINCI产品的视频驱动和应用，是非常重要的因素，就像LINUX的网络驱动和应用一样，没有网络，还叫LINUX吗？DAVINCI没有视频处理，还叫DAVINCI吗？     针对DAVINCI DM6446平台，网络上也有很多网友写了V4L2的驱动，但只是解析Montavista linux-2.6.10V4L2的原理、结构和函数，深度不够。本文决定把Montavista 的Linux-2.6.18 V4L2好好分析一下，顺便讲解在产品中的应用，满足一些客户提出要求，毕竟V4L2是LINUX一个很重要的视频驱动，适合很多嵌入式芯片平台。本文首先讲解DM6446 DAVINCI视频处理技术的硬件工作原理，然后讲解DM6446 V4L2采集驱动和输出驱动，然后对TI DVSDK2.0里边提供的V4L2的例子进行详细讲解，怎样和驱动配合起来。   第一节 DAVINCI视频处理硬件         有关DM6446 DAVINCI视频处理技术，有两个文档：VPFE sprue38ec.pdf和VPBE sprue37c.pdf，必须要看看的。下图是DAVINCI视频处理技术的框图，VPSS（视频处理子系统）包含VPFE和VPBE，VPFE负责前端视频采集和处理，而VPBE负责后端视频输出，通过OSD和VECN直接输出到DACS（数字转模拟输出口，一共4个通道DAC，通过外围视频编码芯片转换成复合视频CVBS输出到普通电视机）或者直接输出到LCD（DM6446支持RGB24位信号输出到数字LCD屏，4.3寸，7寸屏等）。   图-1 DAVINCI VPSS框图   从图-1可以看出，VPFE系统可以接CCD或者CMOS sensor，同时也可以接视频解码芯片，目前Montavista Linux-2.6.18驱动给出的TI EVM驱动支持MT9T001 CMOS芯片和TVP5146视频解码芯片，VPFE采用RAW模式控制MT9T001 CMOS芯片，数码相机产品基本是这种应用方式，而VPFE采用BT601或BT656的方式控制TVP5146视频解码芯片，很多做安防、机器视觉等的方案都是这种模式，因为这种方式最普通，视频前端买个普通的CCD摄像机，接条视频线和电源，就可以用通过类似TVP5146的芯片采集到图像了，本人也着重介绍这种情况。而图-1里边的Resizer（图像缩放1/4x~4x）、Preview（预览器）、H3A（硬件自动白平衡、自动对焦、自动曝光）、Histogram（直方图）是对采集到的视频进行处理，一般常用到的是Resizer，不需要占用ARM和DSP的资源，对采集到的YUV422数据进行处理，然后才提交给H264等算法进行压缩，这一点可以在dvsdk_2_00_00_22dvsdk_demos_2_00_00_07dm6446里边的例子体现到。 VPBE系统可以对处理后的视频（VIDEO）数据或图像(IMAGE)进行处理和输出，一般用户可以通过OSD功能叠加自己的LOGO、字符、时间、坐标、框图等信息，然后通过VENC模块输出到DAC或者LCD接口。 VPFE和VPBE所有的数据交换都是在DDR上处理，VPFE采集的视频数据，比如YUV422格式（U0Y0V0Y1）都有指定的DDR地址，而VPBE也有另外指定的DDR地址。   第二节   V4L2采集驱动   对应上面的硬件处理过程，软件工程师最关心的是如何配置VPFE和VPBE的寄存器，如何实现DDR的视频数据视频缓冲处理，在LINUX内核里如何实现DMA处理。Montavista 的Linux-2.6.18 V4L2驱动源码已经帮客户实现VPFE和VPBE的处理，他们的源码目录是linux-2.6.18_pro500driversmediavideo和linux-2.6.18_pro500driversmediavideodavinci目录。对于LINUX驱动工程师，首先先按以下三个图配置Montavista linux-2.6.18_pro500的内核，让linux-2.6.18_pro500支持V4L2。   图-2 配置Multimedia devices     按图-2选择Video For Linux，然后进入“Video Capture Adapters”，按图-3配置DAVINCI视频采集选项，   图-3 配置采集选项       同在一个配置界面，选择和进入“Encoders and Decoders”，配置VPBE实现视频输出处理。   图-4 配置VPBE DISPLAY选项   然后再去到驱动driver文件夹找到相关文件。 VPFE采集涉及到下面几个文件：         ccdc_davinci.c（主要工作把重点放在ccdc_config_ycbcr（）函数上，主要是配置是否采用BT656或BT601，采集视频的数据格式等）        tvp5146.c（这个就是你板子外围视频采集芯片驱动，一般是I2C访问，有些朋友的项目可以是TVP5150，我们开发板的是TVP5158，还可以是Techwell的芯片和nextchip的芯片参考TVP5146的驱动，把自己的项目芯片驱动移植过来就OK了）        davinci_vpfe.c（这就是和应用程序打交道的内核程序，和v4l2配合使用，供应用层调用） VPBE输出涉及到：       davinci_display.c       davinci_enc_mngr.c       davinci_osd.c       davinci_platform.c       vpbe_encoder.c V4L2驱动： 在linux-2.6.18_pro500driversmediavideo目录里，      v4l2-common.c      video-buf.c      videodev.c 这些函数比较复杂，V4L2必须和davinci_vpfe.c、vpbe_encoder.c配合，借助davinci_vpfe.c提供的接口函数，LINUX应用程序才能控制TVP5156和CCDC采集；V4L2负责对采集到的视频数据进行管理，包括DMA和缓冲处理，Montavista已经帮客户搞定这些，我们需要的做的就是学习人家是如何实现这些处理的。本公司的开发板采用的是TVP5158芯片，见，http://zjbintsystem.blog.51cto.com/964211/392221。移植修改基本上是上面的几个VPFE采集源文件。至于我们板子上的美光MT9M112、MT9D112等类似CMOS芯片的控制，基本也是修改上面的几个VPFE采集源文件。   第三节   V4L2例子源码分析           在dvsdk_2_00_00_22PSP_02_00_00_140examplesdm644xv4l2里，有V4L2应用的例子，里边有v4l2_mmap_loopback.c和v4l2_userptr_loopback.c，我们主要分析v4l2_mmap_loopback.c。很多网友介绍LINUX V4L2视频原理都是从本节开始的，以TVP5146采集芯片为例。 1、Makefile修改 下面的Makefile的内容也适合于其他LINUX应用程序， # Makefile for v4l2 application CROSSCOMPILE = arm_v5t_le- CC=$(CROSSCOMPILE)gcc LD=$(CROSSCOMPILE)ld OBJCOPY=$(CROSSCOMPILE)objcopy OBJDUMP=$(CROSSCOMPILE)objdump INCLUDE = /home/davinci/dm6446/ty-dm6446-1000/linux-2.6.18_pro500/include （本人把产品级的linux-2.6.18_pro500放到上面的目录，ty-dm6446-1000是本人公司深圳桐烨科技的一个DM6446产品） all: tvp5146_v4l2_mmap   tvp5146_v4l2_mmap: v4l2_mmap_loopback.c       $(CROSSCOMPILE)gcc -Wall -O2 v4l2_mmap_loopback.c -I $(INCLUDE) -o tvp5146_v4l2_mmap       $(CROSSCOMPILE)strip tvp5146_v4l2_mmap       cp -f tvp5146_v4l2_mmap/home/davinci/nfs/tirootfs/opt/app/ （自动COPY到NFS进行调试）   %.o:%.c       $(CC) $(CFLAGS) -c $^   clean:       rm -f *.o *~ core tvp5146_v4l2_mmap     2、下面通过分析v4l2_mmap_loopback.c的源码，从应用层的角度讨论V4L2的原理：   #include #include #include #include #include 。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 #include #include /*以上指向你安装的linux主机/usr/include*/ #include /*指向Montavista linux-2.6.18includelinux*/ #include /*指向linux-2.6.18includeasm-arm*/   /* Kernel header file, prefix path comes from makefile */ #include /*指向linux-2.6.18 includemediadavinci*/ #include