基于TMS320DM642芯片与MT9P031STM芯片的视频采集驱动方法

摘要

本发明提供一种基于TMS320DM642芯片与MT9P031STM芯片的视频采集驱动方法，包括硬件接口连接和软件接口配置；所述硬件接口连接的过程为：令TMS320DM642的三根控制线VPXCTL[0..2]分别直连MT9P031STM的三根信号线；令TMS320DM642的时钟线直连MT9P031STM的像素时钟线；令TMS320DM642的两根I2C总线直连MT9P031STM的两根总线；令TMS320DM642的通用I/O口GP10直连MT9P031STM的控制线；令TMS320DM642的八根数据线线直连MT9P031STM的八根数据线；令TMS320DM642的四根数据线直连MT9P031STM的四根数据线。本发明使得图像处理芯片TMS320DM642与CMOS成像芯片MT9P031STM方便集成。

说明书

技术领域

本发明属于机器视觉图像测量技术领域，具体涉及一种基于TMS320DM642 与MT9P031STM芯片的视频采集驱动方法。

背景技术

在机器视觉领域，随着视觉检测技术的发展，对视觉检测精度和处理速度 的要求越来越高。数字信号处理芯片依靠其特殊结构设计带来的强大的运算能 力已经越来越多的用到数字图像的处理中。数字信号处理芯片如果集成高分辨 率的成像芯片将能够将两者的优势发挥出来，设计出高分辨率、高处理速度的 视觉检测设备。MT9P031STM作为一款500万像素的CMOS成像芯片，其2.2um的 像素大小，黑白成像特点使其尤其适合应用在工业检测领域。TMS320DM642作为 一款多媒体数字信号处理芯片，其内部结构使其尤其适合应用在多媒体处理领 域，因此如果能将TMS320DM642与MT9P031STM集成在一起将集成两者的优点， 设计出紧凑的高性能、高分辨率的视觉检测设备。

发明内容

本发明要的目的为了使TMS320DM642芯片与MT9P031STM芯片集成在一起使 用，使得TMS320DM642芯片能够直接采集MT9P031STM的RAW输出图像，而设计 的一种基于TMS320DM642与MT9P031STM芯片的视频采集驱动方法。

实现本发明的技术方案如下：

一种基于TMS320DM642芯片与MT9P031STM芯片的视频采集驱动方法，包括 硬件接口连接和软件接口配置；

所述硬件接口连接的过程为：令TMS320DM642的三根控制线VPXCTL[0..2] 分别直连MT9P031STM的三根信号线LINE_VALID、TRIGGER、FRAME_VALID；令 TMS320DM642的时钟线VPXCLK0直连MT9P031STM的像素时钟线PIXCLK；令 TMS320DM642的两根I2C总线SCL、SDA直连MT9P031STM的两根总线SCLK、SDATA； 令TMS320DM642的通用I/O口GP10直连MT9P031STM的控制线I2CEN；令 TMS320DM642的八根数据线线VPXD[2..9]直连MT9P031STM的八根数据线 DOUT[0..7]；令TMS320DM642的四根数据线VPXD[12..15]直连MT9P031STM的四 根数据线DOUT[8..11]；

所述软件接口的配置过程为：

（1）配置TMS320DM642芯片的32位VPIE中断寄存器，预先在该寄存器中 初始化TMS320DM642芯片上视频口的中断事件；

（2）配置TMS320DM642芯片的32位VCASTOP1寄存器，预先在该寄存器中 设置视频口所采集图像的大小；

（3）配置TMS320DM642芯片的32位VCASTRT1寄存器，预先在该寄存器中 设置视频口所采集图像的场消隐时间以及采集图像的开始时间。

（4）配置TMS320DM642芯片的32位VCATHRLD寄存器，预先在该寄存器中 设置DMA事件的触发条件为视频口的FIFO存储的像素个数为图像数据一行像素 的个数；

（5）配置TMS320DM642芯片的32位VCACTL寄存器，预先在该寄存器中设 置视频口的图像采集方式为不连续单帧16位RAW图像采集；

（6）配置TMS320DM642芯片的32位VPCTL寄存器，预先在该寄存器中取 消视频口的暂停；

（7）配置TMS320DM642芯片的32位VCACTL寄存器，预先在该寄存器中使 能视频口的图像采集；

（8）配置CMOS成像组件的16位R13寄存器，预先在该32位寄存器中复 位成像芯片MT9P031STM；

（9）配置CMOS成像组件的16位R3寄存器，预先在该32位寄存器中设置 输出图像的行数；

（10）配置CMOS成像组件的16位R4寄存器，预先在该32位寄存器中设 置输出图像的列数；

（11）配置CMOS成像组件的16位R5寄存器，预先在该32为寄存器中设 置行消隐时间；

（12）配置CMOS成像组件的16位R6寄存器，预先在该32位寄存器中设 置场消隐时间；

（13）配置CMOS成像组件的16位R10寄存器，预先在该32位寄存器中设 置像素输出时钟；

（14）配置CMOS成像组件的16位R1寄存器，预先在该32位寄存器中设 置输出图像的行起始位置；

（15）配置CMOS成像组件的16位R2寄存器，预先在该32位寄存器中设 置输出图像的列起始位置；

（16）配置CMOS成像组件的16位R11寄存器，预先在该32位寄存器中重 新启动MT9P031STM。

有益效果

本发明使多媒体图像处理芯片TMS320DM642与CMOS成像芯片MT9P031STM 实现方便集成，结合了多媒体数字处理芯片TMS320DM642高处理速度与CMOS成 像芯片MT9P031STM高分辨率的优点，为各种高分辨率工业相机及高性能视觉检 测设备的设计提供了一种高效的解决方案。

附图说明

图1为本发明硬件接口连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步说明。

本发明一种基于TMS320DM642芯片与MT9P031STM芯片的视频采集驱动方 法，包括硬件接口连接和软件接口配置两部分。

硬件接口连接如图1所示，MT9P031STM芯片的信号线包括触发TRIGGER、 I2C控制线I2CEN、I2C总线SCLK、SDATA，场信号线FRAME_VALID，行信号线 LINE_VALID,像素时钟信号线PIXCLK，数据总线DOUT[0..7]，DOUT[8..11]； TMS320DM642包含三个视频口VP0、VP1、VP2，每个视频口所包含的信号线相同， 本实施例中选择视频口VP1与MT9P031STM芯片相连：3根控制信号输入线 VPXCTL0、VPXCTL1、VPXCTL2，2根时钟线VPXCLK0、VPXCLK1（本发明中只利用 到时钟线VPXCLK0），20根数据线VPXD[0..19]（本发明中只利用到数据线 VPXD[2…9]和VPXD[12…15]），2根总线SCL、SDA，通用I/O口GP10。其硬件 接口连接的过程为：令TRIGGER对应VPXCTL1连接，I2CEN对应GP10连接，SCKL、 SDATA分别对应SCL、SDA连接，FRAME_VALID对应VPXCTL2连接，LINE_VALID 对应VPXCTL0连接，PIXCLK对应VPXCLK0连接，DOUT[0..7]对应VPX[2..9]， DOUT[8..11]对应VPXD[12..15]。

其软件驱动配置包括以下步骤：

（1）配置TMS320DM642芯片的32位VPIE寄存器，预先在该寄存器中初始 化视频口的中断事件。具体配置方式为：将该32位寄存器的第2位定义为CCMPA， 并将CCMPA置为1，其用于捕获完成中断CCMPA，将该32位寄存器的第1位定 义为COVRA，并将COVRA置为1，其用于覆盖中断，将该32位寄存器的第3位 定义为SERRA，并将SERRA置为1，其用于同步错误中断，将该32位寄存器的 第0位定义为VPIE，并将VPIE置为1，用于使能视频口的全局中断。

（2）配置TMS320DM642芯片的32位VCASTOP1寄存器，预先在该寄存器中 设置视频口所采集图像的大小，具体配置方式为：将该32位寄存器的16-27位 定义为VCAYSTOP，其设置为采集图像的尺寸的高12位，将该32位寄存器的0-11 位定义为VCAXSTOP，其设置为采集图像尺寸的低12位。

（3）配置TMS320DM642芯片的32位VCASTRT1寄存器，预先在该寄存器中 设置视频口所采集图像的场消隐时间以及采集图像的开始时间，具体配置方式 为：将该32位寄存器的16-27位定义为VCYSTART，并将VCYSTART各位置为0， 将该32位寄存器的第15位定义为SSE，并将SSE设置为1，将该32位寄存器 的0-11位定义为VCVBLNKP，并将VCVBLNKP各位置为1。

（4）配置TMS320DM642芯片的32位VCATHRLD寄存器，预先在该寄存器中 设置DMA事件的触发条件为视频口的FIFO存储的像素个数为图像数据一行像素 的个数，具体配置方式为：将该32位寄存器的16-25位定义为VCTHRLD2，并将 VCTHRLD2各位置为0，将该32位寄存器的0-9位定义为VCTHRLD1，并将VCTHRLD1 的值置为所采集图像数据一行像素个数的四分之一。

（5）配置TMS320DM642芯片的32位VCACTL寄存器，预先在该寄存器中设 置视频口的图像采集方式为不连续单帧16位RAW图像采集，具体配置方式为： 将该32位寄存器的第7位定义为CON,并将CON置为0，将该32位寄存器的第6 位定义为FRAME，并将FRAME置为1，将该32位寄存器的第5位定义为CF2，并 将CF2置为0，将该32位寄存器的第4位定义为CF1，并将CF1置为0，将该 31位寄存器的0-2位定义为CMODE，并将CMODE的值设置为6。

（6）配置TMS320DM642芯片的32位VPCTL寄存器，预先在该寄存器中取 消视频口的暂停（即激活视频口VP1处于工作状态），其配置方式为：将该寄存 器的第14位定义为VPHLT,并将VPHLT置为1。

（7）配置TMS320DM642芯片的32位VCACTL寄存器，预先在该寄存器中使 能视频口的图像采集，其配置方式为：将该寄存器的第15位定义为VCEN，并将 VCEN置为1，将该31位寄存器的第30位定义为BLKCAP，并将BLKCAP置为0。 （黄色标注处描述不通顺）

（8）配置CMOS成像组件的16位R13寄存器，预先在该32位寄存器中复 位成像芯片MT9P031STM，具体配置方式为：通过I2C总线向R13写入0x0001, 等待200ms，向R13写入0x0000。

（9）配置CMOS成像组件的16位R3寄存器，预先在该32位寄存器中设置 输出图像的行数，具体配置方式为：通过I2C总线向R3寄存器写入0x01df，设 置输出图像行数为768。

（10）配置CMOS成像组件的16位R4寄存器，预先在该32位寄存器中设 置输出图像的列数，具体配置方式为：通过I2C总线向R4寄存器写入0x027f， 设置输出图像列数为1024。

（11）配置CMOS成像组件的16位R5寄存器，预先在该32为寄存器中设 置行消隐时间，具体配置方式为：通过I2C总线向R5寄存器写入0x00a0，设置 行消隐时间为97。

（12）配置CMOS成像组件的16位R6寄存器，预先在该32位寄存器中设 置场消隐时间，具体配置方式为：通过I2C总线向R6寄存器写入0x0154，设置 场消隐时间为1365。

（13）配置CMOS成像组件的16位R10寄存器，预先在该32位寄存器中设 置像素输出时钟，具体配置方式为：通过I2C总线向R10寄存器分别写入0x8000。

（14）配置CMOS成像组件的16位R1寄存器，预先在该32位寄存器中设 置输出图像的行起始位置，具体配置方式为：通过I2C总线向R1寄存器分别写 入0x02dc。

（15）配置CMOS成像组件的16位R2寄存器，预先在该32位寄存器中设 置输出图像的列起始位置，具体配置方式为：通过I2C总线向R2寄存器分别写 入0x0470。

（16）配置CMOS成像组件的16位R11寄存器，预先在该32位寄存器中重 新启动MT9P031STM，具体配置方式为：通过I2C总线向R11寄存器分别写入 0x0001。

配置完成后可以启动视频口，视频口将开始接收MT9P031STM传输过来的RAW 格式图像数据。

综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保 护范围。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。