MPP VIN 设计及接口说明

13 Dec 2024

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MPP VIN 模块主要实现两个功能：

Buf 队列管理

VIN 模块中的队列管理，参考了 Linux 的 V4L2 框架，通过 struct vb_queue 结构中的两个 Buf 队列来管理，DVP 驱动中还需要维护一个 list 来配合 DVP 控制器的地址更新。整个 Buf 流转的过程如下图：

queued_list：是一些空闲 Buf，等待 Sensor 的数据到来后，DVP 驱动会从这个队列中找可用 Buf 来保存下一帧数据。
done_list：是一些填了视频数据的 Buf，等待用户来处理这些数据，一般用户处理完后需要将 Buf 还给驱动，也就是通过 Q_BUF 命令还给 queued_list。
从图中的流转过程看，运行期间，在某一时刻，DVP 需要使用一个 Buf，APP 需要使用一个 Buf，Q_BUF 需要有一个 Buf 在等待（否则 DVP 的 done 中断来了后发现没有等待的 Q_BUF 会发生丢帧），一共 至少要有 3 个 Buf。
以 YUV422 格式计算，有两个 plane，在 L2 框架中这一组 plane 算一个 Buf，3 个 Buf 就需要申请 6 个 plane，总大小 = 长 * 宽 * 2 * 3。

对于每一帧图像数据来说，DVP 的输出有两个 plane：Y 和 UV。针对 DVP 的两种输出格式：YUV422_COMBINED_NV16 和 NV12，两个 plane 的空间大小如下表：


-	YUV422_COMBINED_NV16	YUV420_COMBINED_NV12
Plane Y	Width * height	Width * height
Plane UV	Width * height	Width * height / 2

根据前面对“Buf 队列管理”的分析可知：我们要分配的内存空间 至少要有 3 个 Buf，每个 Buf 包含两个 Plane。

表 1. mpp_vin_init
函数原型	int mpp_vin_init(char *camera)
功能说明	初始化 VIN 模块，包括打开 Camera 设备、DVP 设备、为 Video Buf 分配内存池
参数定义	camera - 摄像头的设备名称
返回值	0，成功；<0，失败
注意事项	内存池默认配置 8 MB，需要根据实际的应用场景来修改

表 2. mpp_vin_deinit
函数原型	int mpp_vin_deinit(void)
功能说明	释放 VIN 模块的资源，包括关闭 Camera 设备和 DVP 设备，释放 Video Buf 内存池
参数定义	无
返回值	无
注意事项	-

表 3. mpp_dvp_ioctl
函数原型	int mpp_dvp_ioctl(int cmd, void *arg)
功能说明	DVP 设备的 ioctl 接口
参数定义	cmd - ioctl 命令码 arg - ioctl 命令相应的参数
返回值	0，成功；<0，失败
注意事项	-

命令行工具 test_dvp 实现了一个完整的 Sensor->DVP->DE 数据通路，从 Camera 采集数据、然后会显到 DE 的 Video layer。整体的处理流程如下图（图中按照访问对象分为三列，实际上整体是串行执行）：

提示：

test-dvp 支持了 先旋转再显示，上图中为了简化并未展示 GE 的处理。在图中

将当前 Buf 传给 Video Layer

环节，如果打开了旋转功能（参数 -a ），会先将 Buf 送给 GE 旋转，然后才给 DE 去显示。

此 Demo 的代码实现可作为 MPP VIN 的 APP 设计参考：（详见 test_dvp.c）