DVP接口详解

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背景知识

什么是DVP？

DVP全称Digital Video Port（数字视频端口）是一种用于图像传感器和处理器之间传输视频数据的接口标准，DVP 接口采用并行传输方式，设计上属于低速总线，DVP没有特定的传输协议，它不规定传输协议，它只是一个视频传输接口，一般DVP传输采用的视频编码标准是：BT601/BT656/BT1120，正式名称是 ITU-R BT601/BT656/BT1120。

Tips
值得注意的是DVP可以不使用以上三种编码标准，但由于DVP设计上属于是低速总线，它只能传输分辨率较低的视频，这三种编码标准就比较适合传输标准数据。

什么是ITU标准？

简介

ITU全称International Telecommunication Union（国际电信联盟），是联合国的一个专门机构，负责全球信息通信技术的标准化、协调和发展。于1865年在瑞士日内瓦成立，是一个历史悠久的国际组织。

ITU-R与ITU-P编码

ITU-R有三种编码格式：BT601/BT656/BT1120，主要应用于标清视频传输、视频编码和处理系统，与之对应的还有ITU-P，应用于语音、音频质量评估、语音信号处理和语音传输，主要有：G.711/G.722/G.723.1/G.726/G.729/G.728/G.718七种编码格式

NTSC/PAL与ITU-R之间的关系

NTSC与PAL是电视制式标准，电视制式是电视信号传输和显示的标准和规范，它决定了电视信号的格式、传输方式、颜色编码、分辨率、帧率、采样以及声音的处理方式。
ITU-R是标清视频编码协议，主要是表示模拟信号转化为数字信号之后的编码标准，它不规定如何传输、分辨率大小、帧率等，它只规定如何将模拟信号转化为数字信号。一般情况下ITU-R编码是用来传输NTSC数据的，因为NTSC一般是通过广播以无线形式传播的，所以一些设备为了方便有线传输，则通过DVP接口将NTSC转化为ITU-R编码然后传输出去。
例如NTSC是使用YIQ表示，Y 分量（亮度 Luminance），I 分量（In-phase 红-青之间的色调），Q 分量（Quadrature 蓝-黄之间的色调），而ITU-R则采用YUV的方式，只需要将YIQ通过算法公式映射到YUV就可以了。
一般NTSC和PAL会写成：NTSC（525/60）与PAL（625/50）
525、625代表扫描线，是指表示一帧图像的总扫描线包括奇偶部分，NTSC和PAL都采用隔行输入，而后面的60对应的是帧率，由于使用的是隔行输入，两个场代表一帧，也就是525/2=262每场里只有262个像素信息，对应的帧率就是60/2=30帧，这里NTSC并不是实际的30帧，因为NTSC工程师们发现30帧时NTSC干扰非常大，后来工程师们通过分析频率发现30帧时容易与其它器件产生共频从而产生干扰，后来工程师们通过计算，将NTSC行频改为15734.25Hz(对应帧率29.97)，发现这个频率下干扰最小，就故而使用了这个频率。

隔行扫描和逐行扫描

隔行扫描和逐行扫描是视频显示的一种方式。

隔行扫描

隔行扫描每个视频帧被分成两个场（fields，图像的一部分），每个场包含图像的一半行。一个场显示奇数行，另一个场显示偶数行，这样循环显示能够有效将一副图像的带宽降低一半并保证画面色彩，这个方法是利用了人眼残影保留时间，当某个色彩从人眼中消失后它不会立即在人的大脑中消失，会有一段残留时间，这也是目前旋转风扇播放视频的原理，过去显示器上面的RGB彩色管都是电容+LED制作的，当断电后电容也不会立即消失，LED会逐步变暗，同时由于是像素级别的所以人们肉眼很难察觉出区别，特别是隔行输入是两个场，奇偶行会交替显示。

逐行扫描

逐行扫描是最纯粹的显示方式，它会完整显示一副图像，不会存在奇偶交替的情况，它只有一个场，一个场里包含了图像完整像素信息，逐行扫描是从上往下开始一行行完整的更新到屏幕上。

硬件组成

DVP一般由PCLK、MCLK、VSYNC、HSYNC、DATA五根主要线和一个HCD组成下面的表格是它们的作用

HCD是控制器部分

ITU-R标准详解

Tips
以下统一用BT为前缀

BT601

简介

BT601全称是ITU-R(Recommendation) BT.601，前身是CCIR601，1982年由ITU-R发布的一个数字信号编码标准，是为电视放送推出的一个标准，采用RGB4:4:4和YUV4:2:2表示颜色分量，主要用来传输电视信号，由于电视采用的是NTSC/PAL所以一般用来编码NTSC与PAL信号。

编码方式

BT601采用YCbCr (YUV) 的方式表示颜色信息，以下是它与NTSC的推荐采样建议

传输方式

BT601是编码格式，不存在传输方式，一般情况下都是并行传输，直接将数据通过并行口传输出去。

BT656

BT656不属于编码方式，它是属于接口标准，编码格式依然是BT601，它只是规定接口标准以及如何传输，它是BT601的并行接口标准，输入的模拟信号按照BT601进行编码然后通过BT656接口进行输出。

编码方式

参考BT601

传输方式

BT656每个像素先传输UV部分，在传输Y部分，它每一行由下面4部分组成：
结束码（EAV） + 水平消隐（Horizontal Vertical Blanking） + 起始码（SAV） + 有效数据（Active Video）

BT656与其它设备相连基本上需要大约20根Pin，较为复杂。
BT656传输图像时也采用隔行输入，分为顶场和低场对应奇偶行。

BT1120

编码方式

参考BT601

传输方式

参考BT656

总结

BT656和BT1120都是接口标准，它们都是用于传输BT601的一个接口标准，你也可以完全使用并行接口传输数据，那就BT601的方式。

DVP一般采用BT601的方式传输数据，一般使用的并行口BIT是8BIT，一般FPS多少取决于MCLK，一般DVP的时钟频率不会很高，因为它的设计就是低速总线。