嵌入式Linux下的AU 1200 MAE驱动程序设计
扫描二维码
随时随地手机看文章
1 MAE概述
MAE是AU 1200的片上硬件设备，除了可以实现视频解码功能外，还可以完成色彩空间转换、滤波等工作。MAE在硬件结构上可以分为前端和后端两部分，各自完成一些特定的功能。MAE前端主要完成视频的实时解码，包括反量化、IDCT、运动补偿等；而后端主要完成图像的滤波、色彩空间转换等。除此之外，MAE还可以通过AU 1200片上外设CIM(Camera InterfaceModule)处理从摄像头获取的数据。MAE使AU 1200的MIPS32核不用再因为视频的实时解码而产生大量的开销。从而使其能够专注于完成接口、音频处理等其他任务，这样一来大大提高了系统的工作效率。MAE支持的视频Codec格式包括：MPEG-2 Main Profile@Main Level，MPEG- Advanced Simple Profile @ Level 5，WMV 9 Media Profile @ Medium Level，最高支持D1 30 f／s的实时解码。
2 开发环境的建立
硬件开发板采用华恒科技的HHAU 1200，该板提供丰富的接口，并已将Bootloader固化在板上的FLASH当中，通过烧写工具可对其软件系统进行更新升级。只要建立交叉编译环境便可在HHAU 1200上开发硬件设备驱动程序和应用程序。
2．1 宿主机开发环境的建立
宿主机(PC)通过串口线连接至开发板的串口1，同时通过交叉网线连接至开发板的网口。宿主机安装Red Hat Linux操作系统，所安装的版本是EnterpriseLinux AS4，建议采用完全安装。由于HHAU 1200开发板在烧写时默认的IP为192．168．2．222，所以PC机的IP也要设置在该网段。在Linux PC下配置好NFS(为交叉开发时Mount所用)、TFTP服务器(为下载烧写所用)和Minicom。以上几项配置好后启动Minicom，当开发板上电后便可看到启动信息。
在PC的Linux终端提示符下键入mount-onolock 192．168．2．222：／／mnt，即把AU 1200开发板根目录下的所有文件和目录Mount到宿主机Linux下的mnt目录，在Linux终端提示符下可通过ls命令查看。
2．2 交叉编译工具链的建立
按照以下步骤：
(1)下载交叉编译工具软件包mipsel-linux-gcc-sdk-3．4．4-i386．tar．gz，解包至／opt路径下；
(2)添加交叉编译工具环境变量：修改／etc／profile文件，在文件末尾添加export PATH=$PATH：／opt／mipsel-linux-gcc-sdk-3．4．4／cross／bin；
(3)使新的环境变量生效：#source／etc／profile；
(4)检查是否将路径加入PATH：#echo$PATH，若显示的内容中有上述路径，说明已经将交叉编译工具的路径加入PATH；
(5)用hello．c进行交叉编译测试：编译出的可执行文件用file命令查看其属性可得到如图1所示信息。
这说明交叉编译工具可以正常使用，编译出的可执行文件可以在MIPS处理器上直接运行。
3．MAE前端驱动软件设计及测试
3．1 驱动软件设计
MAE可分为前端和后端，前端的主要功能是完成多种视频格式的实时解码，其方框图如图2所示。
MAE前端的输入数据是一系列的数据宏块，宏块数据以及头信息、系数矩阵、运动向量等都以DMA的方式传送给MAE。所以在程序中首先要定义指针maefe_dmadscr[PTR]来描述DMA。并把maefe_dreadbell[DB]寄存器设置为1来启动DMA控制器。头信息一共包含4个word，每个word有32 b，这4个word分别保存到AU 1200寄存器mae_hdr0到mae_hdr3中，这些word包含了关于编码宏块的信息，如量化参数，运动补偿参数，变换运算等信息。
驱动程序首先要把每一帧的地址写入MAE的相关寄存器中，在每处理一帧后，上述宏块信息都要及时更新。MAE的前端对宏块数据进行反量化，其结果输入至逆变换单元进行逆变换运算。逆变换运算单元通过查看maefe_config寄存器的COD标志位来决定采用哪种标准的视频Cod-ec，从而执行相应的运算。逆变换运算完成后，数据送入运动补偿单元。运动补偿单元根据运动向量计算出参考像素值，并把它们插入当前帧中，从而完成一次解码。以上过程通过编写函数fe_process_mb来实现，该函数的几个参数分别是：[!--empirenews.page--]
mae_fe_cfg：MAE前端的配置信息；mb_in：输入的宏块数据；cur_y_frame：当前帧Y分量；cur_cb_frame：当前帧Cb分量；cur_cr_fr-ame：当前帧Cr分量；mb_num：表示宏块数据的序号。该函数的流程图如图3所示。
函数中的关键部分及说明注释如下所示：
3．2 驱动软件测试
将以上程序交叉编译，生成mae-driver．ko，动态加载到Linux内核：#insmod - f mae-driver．ko。用MAIplayer验证是否可以正常工作：启动minicom，进入MAIplayer所在路径，该路径下有编译好的播放器应用程序及各种视频解码库。执行视频文件播放命令MYM．／maipl-ayer auto-a-l jolin．mpg。播放效果如图4所示。经测试，MAIplayer可正常播放多媒体视频，说明MAE已被驱动起来完成视频解码工作。
4 结语
本文给出了AU 1200 MAE驱动程序开发的流程，包括开发环境的搭建及驱动程序的编写。MAE作为AU 1200片上专用于图像、视频的外部设备，相当于一个视频协处理器。它的使用大大提高了MIPS核的工作效率，而以AU 1200为核心的多媒体终端具有更低的成本，因此。其市场前景将更加广阔。
下载文档
