I.MX51 IPU读书笔记（2）

  

Display port

这个端口用来和显示器进行通信，可以直接通信，或者通过图形加速器或者TV解码器。

同步模式显示，IPU传输一个二维的像素块到显示器，并且和显示器刷新周期。

    在同步模式下，对于没有显存的显示器，或者电视，IPU会自动把内存的显示缓冲区数据刷新到显示器上。对于“smart”显示器，这个模式被用来传输一个 像素矩阵块到显示器的显存中。这个块可能只是一个全屏显示像素的一部分，显示器的刷新是由显示器内部的控制器进行的。在同步模式的所有操作中，IPU发送 给显示器所有的同步信号来控制显示器的刷新，所有的传输块都是靠这些信号同步的。同步模式意味着tearing effects将无效。

 

异步模式显示，这个是用来和外部显示器控制器（smart display或者图像加速器）通信的主要模式。IPU在这个模式下支持随机存储，可以读写控制器的内存和寄存器。支持两种寻址方式：

• 存储普通的像素数据
• 二维寻址像素数据

支持以下的读写方式:

• IPU处理完数据之后，立即传到外部设备
• 在内存和外设之间使用DMA读写方式，通过使用IPU的内存接口（使用IDMAC控制），传输一整块像素，或者全屏像素
• 通过AHB-slave端口，使用外部处理器读写

同步模式下24位数据总线视频接口：

• 控制协议-遵循sharp HR和通用的TFT接口定义
• 支持BT.565(8-bit)和BT.1120(16-bit)协议
• 支持HDTV标准的SMPTE274(1080i/p)和SMPTE296(720p)

异步模式下32位双向数据总线

• 控制协议-system-80（Intel的lcd接口）和system-68k（motolara的lcd接口方式），时序和信号极性可编程

传输的最高速率是100MHz，在同步模式下，有35%的消隐时间。

XGA(1024*768)@100fps

720p(1280*720)@60fps

1080i(1920*1080)@30fps

支持最大4096*2048像素，使用软件进行设置，可以设置为隔行或者逐行扫描方式输出。

同步输出模式下，可编程的horizontal和vertical同步信号输出，提供两个8-bit的可编程PWM信号输出。

连接到显示器

IPU支持连接2个显示器：

• 主LCD显示器：可以是smart，dumb(RAM-less)，或者dual-port。使用并行接口
• 第二个显示器：可以是smart，dump。使用并行或者串行接口连接
• TV输出：可以使用数字信号，或者模拟信号输出（通过内部TV编码器）

以上的连接都有各自独立的配置-接口时序，存储方式和片选等。他们共同的功能是：

• 设备连接到不同的硬件接口上。他们是相互独立的，不管是同步或是异步方式

内存接口:

• 内存接口最高支持133MHz（等于内部时钟频率）
• 64位的数据总线
• 数据就内存中保存的格式是RGBA/YUVA 8:8:8:8，bytes和像素使用小端的顺序。对于4bits/pixel，可以支持大端模式

processing:

IPU处理矩形像素块。这个处理过程在5个模块中进行，分别是ISP，VDI，DP，IC和IRT。

数据处理流程如下

ISP

主要是用来处理来自摄像头的图像数据，最高支持2900*3000pixels，133MHz/sec（包括消隐期），支持的格式有：

• Bayer：8-bit 取样，这个格式的处理，需要完整的ISP处理过程
• RGB/YUV：11-bit取样，这种格式是从gamma correct开始的。并且帧宽被限制在1450pixels

处理过程如下(到可以通过软件来设置)：

• Color gain-色彩增益，
• Non-uniformity corrections-非均匀性校正
• Bad pixel (defect) replacement-坏像素（缺陷）更换
• De-mosaic (Bayer -> full RGB)-Bayer 到RGB的格式转换
• Gamma correction and contrast stretching-伽马校正和对比度拉伸
• Color conversion/correction-色彩转换/更正
• Color noise reduction-彩色降噪
• Sharpening and edge enhancement, including sharpness (MTF) non-uniformity correction-锐化边缘增强，包括锐度（MTF）的非均匀性校正

经过以上的处理之后，可以输出到IC模块或者系统的内存中。最大输出2900*3000pixels，YUV4:4:4,8bits/value。

DP

显示器处理器执行所有要发往显示器的数据的请求。

输入：从IC模块或者系统内存

• 顺序：行，隔行或者逐行
• 格式：YUVA/RGBA,non-decimated,8 bits/value

处理过程

• Combining 2 video/graphics planes
• Overlaying a simple HW cursor
• Color conversion/correction
• Gamma correction and contrast stretching

输出：通过DC

• 最高120M pixles/sec
• 格式：YUV/RGB,non-decimated,8 bits/value

DP可以通过分时来支持3个数据流的处理

• 主屏的数据流,输入数据周期性的加载（同步模式使用一个定时器）,如果画面没有变化，就跳过这次传输（对于smart显示器）
• 2个附加屏的数据流，异步方式，当主屏不需要DP参与的时候，附屏开始利用DP进行数据处理，两个附屏平均分享这个DP的占用时间

VDI

支持3个输入源。

输入：从CSI来的数据或者内存里的数据

输出：混合所有的输入数据

VDI和ISP不能同时使用，他们共享同样的硬件资源。

IC

IC模块执行各种的视频图像处理

输入:

• 从可从ISP或者内存
• 最大4096*4096pixles

处理过程

• 调整大小，最大的调整比例16:1，分开的水平和垂直比例。
• 色彩转换和修正
• 与graphics plane进行结合
• 水平倒置

输出

• 到内存，或者通过DP直接输出到显示器，最大1024*1024pixels，格式YUV/RGB,8 bit/value

IC支持3个分时处理的数据流，录像，浏览和回播，录像和浏览使用公共的输入

IRT

输入/输出：内存

最大50M pixles/sec

格式： 光栅扫描 8x8-pixel blocks
YUV/RGB, non-decimated, 8 bits/value
输出是组合下面的处理
90度旋转，水平倒置，垂直倒置。