简述MPSoC VCU调试方法和调试流程
概要介绍
MPSoC VCU在很多产品中得到了应用。在不同产品的调试过程中，有一些共同的办法。
首先看看Video子系统的简单框图，其中包含视频输入、编解码、视频输出等模块。视频输入模块，硬件可能是HDMI-RX和FrmBufWrite; 软件一般是Linux V4L2。编解码模块是VCU，配套的软件是GStreamer，或者Ctrl-SW。视频输出模块，硬件可能是HDMI-TX和FrmBufRead; 软件一般是Linux DRM。
调试时，根据上述框图，逐个检查其中的模块的输入输出。
视频输入模块
检查视频输入源
调试VCU时，首先检查视频输入模块的输出是否正常。如果Linux V4L2管理视频输入模块的硬件，则会创建Linux的media/video设备，可以使用工具media-ctl查看它们的信息。对于HDMI-Rx，可以看到有没有连接源设备，视频输入源的分辨率、格式等。
#media-ctl -p -d /dev/media0 Media controller API version 0.1.0 Media device information ------------------------ driver xilinx-video model Xilinx Video Composite Device serial bus info hw revision 0x0 driver version 0.0.0 Device topology - entity 1: vcap_hdmi output 0 (1 pad, 1 link) type Node subtype V4L flags 0 device node name /dev/video0 pad0: Sink <- "a0000000.v_hdmi_rx_ss":0 [ENABLED] - entity 5: a0000000.v_hdmi_rx_ss (1 pad, 1 link) type V4L2 subdev subtype Unknown flags 0 device node name /dev/v4l-subdev0 pad0: Source [fmt:RBG24/1920x1080 field:none] [dv.caps:BT.656/1120 min:0x0@25000000 max:4096x2160@297000000 stds:CEA-861,DMT,CVT,GTF caps:progressive,reduced-blanking,custom] [dv.detect:BT.656/1120 1920x1080p60 (2200x1125) stds:CEA-861 flags:CE-video] -> "vcap_hdmi output 0":0 [ENABLED]
抓取原始图像
在确保视频输入源的工作正常、分辨率和格式正确后，可以再继续使用yavta来抓取原始图像，从而检查图像内容。
#yavta -n 3 -c10 -f UYVY -f UYVY -s 1920x1080 --skip 7 -F /dev/video0 Device /dev/video0 opened. Device `vcap_hdmi output 0' on `platform0' is a video output (without mplanes)[63898.159475] xilinx-frmbuf a0010000.v_frmbuf_wr: Framebuffer not configured for fourcc 0x59565955 device. Video format set: UYVY (59565955) 1920x1080 field none[63898.173868] xilinx-frmbuf a0010000.v_frmbuf_wr: Framebuffer not configured for fourcc 0x59565955 , 1 planes: * Stride 3840, buffer size 4147200 Video format:[63898.188189] xilinx-frmbuf a0010000.v_frmbuf_wr: Framebuffer not configured for fourcc 0x59565955 UYVY (59565955) 1920x1080 field none, 1 planes: * Stride 3840, buffer size 4147200 3 buffers requested. length: 1 offset: 3444933696 timestamp type/source: mono/EoF Buffer 0/0 mapped at address 0x7fa84b0000. length: 1 offset: 3444933696 timestamp type/source: mono/EoF Buffer 1/0 mapped at address 0x7fa80bb000. length: 1 offset: 3444933696 timestamp type/source: mono/EoF Buffer 2/0 mapped at address 0x7fa7cc6000. Unable to start streaming: Invalid argument (22). 3 buffers released.
检查原始图像
接下来再使用YUV Player 或者 YUV Player github 分支检查原始图像是否正确。需要根据图像源，正确设置分辨率和YUV格式。如果图像轮廓就时错误的，这表明Y数据就是错误的，或者分辨率的行宽是错误的，如果轮廓正确、颜色错误，这表明Y数据是对的，分辨率的高不对，或色彩格式不对。大块的连续色彩错误，有可能是把Y数据，当成了UV数据。
Encoder
得到了正确的YUV数据后，继续使用Encoder编码。如果有问题，保存Encoder输出的码流，传送到PC机上，使用FFMpeg检查。首先可以使用ffplay播放，用肉眼观察图像。
Microsoft Windows [Version 10.0.18363.1801] (c) 2019 Microsoft Corporation. All rights reserved. C:prj>ffplay vcu_example.h265 ffplay version N-89369-g5a93a85fd0 Copyright (c) 2003-2017 the FFmpeg developers built with gcc 7.2.0 (GCC) configuration: --enable-gpl --enable-version3 --enable-sdl2 --enable-bzlib --enable-fontconfig --enable-gnutls --enable-iconv --enable-libass --enable-libbluray --enable-libfreetype --enable-libmp3lame --enable-libopenjpeg --enable-libopus --enable-libshine --enable-libsnappy --enable-libsoxr --enable-libtheora --enable-libtwolame --enable-libvpx --enable-libwavpack --enable-libwebp --enable-libx264 --enable-libx265 --enable-libxml2 --enable-libzimg --enable-lzma --enable-zlib --enable-gmp --enable-libvidstab --enable-libvorbis --enable-cuda --enable-cuvid --enable-d3d11va --enable-nvenc --enable-dxva2 --enable-avisynth --enable-libmfx libavutil 56. 4.100 / 56. 4.100 libavcodec 58. 6.102 / 58. 6.102 libavformat 58. 2.103 / 58. 2.103 libavdevice 58. 0.100 / 58. 0.100 libavfilter 7. 6.100 / 7. 6.100 libswscale 5. 0.101 / 5. 0.101 libswresample 3. 0.101 / 3. 0.101 libpostproc 55. 0.100 / 55. 0.100 [hevc @ 000001b016710180] Stream #0: not enough frames to estimate rate; consider increasing probesize Input #0, hevc, from 'vcu_example.h265':= 0KB sq= 0B f=0/0 Duration: N/A, bitrate: N/A Stream #0 Video: hevc (Main), yuv420p(tv, unknown/bt709/unknown), 3840x2160, 45 fps, 45 tbr, 1200k tbn, 45 tbc nan M-V: nan fd= 2 aq= 0KB vq= 844KB sq= 0B f=0/0
其次可以使用ffprobe导出码流信息，查看各帧的类型和大小。
C:prj>ffprobe vcu_example.h265 > vcu_example.h265.txt
ffprobe version N-89369-g5a93a85fd0 Copyright (c) 2007-2017 the FFmpeg developers
built with gcc 7.2.0 (GCC)
configuration: --enable-gpl --enable-version3 --enable-sdl2 --enable-bzlib --enable-fontconfig --enable-gnutls --enable-iconv --enable-libass --enable-libbluray --enable-libfreetype --enable-libmp3lame --enable-libopenjpeg --enable-libopus --enable-libshine --enable-libsnappy --enable-libsoxr --enable-libtheora --enable-libtwolame --enable-libvpx --enable-libwavpack --enable-libwebp --enable-libx264 --enable-libx265 --enable-libxml2 --enable-libzimg --enable-lzma --enable-zlib --enable-gmp --enable-libvidstab --enable-libvorbis --enable-cuda --enable-cuvid --enable-d3d11va --enable-nvenc --enable-dxva2 --enable-avisynth --enable-libmfx
libavutil 56. 4.100 / 56. 4.100
libavcodec 58. 6.102 / 58. 6.102
libavformat 58. 2.103 / 58. 2.103
libavdevice 58. 0.100 / 58. 0.100
libavfilter 7. 6.100 / 7. 6.100
libswscale 5. 0.101 / 5. 0.101
libswresample 3. 0.101 / 3. 0.101
libpostproc 55. 0.100 / 55. 0.100
[hevc @ 0000019dfe94cd80] Stream #0: not enough frames to estimate rate; consider increasing probesize
Input #0, hevc, from 'vcu_example.h265':
Duration: N/A, bitrate: N/A
Stream #0 Video: hevc (Main), yuv420p(tv, unknown/bt709/unknown), 3840x2160, 45 fps, 45 tbr, 1200k tbn, 45 tbc
还可以使用ffmpeg把每一帧转换成bmp图片，仔细查看。
C:prj>ffmpeg -i vcu_example.h265 -frames 10 vcu_example.%04d.bmp
ffmpeg version N-89369-g5a93a85fd0 Copyright (c) 2000-2017 the FFmpeg developers
built with gcc 7.2.0 (GCC)
configuration: --enable-gpl --enable-version3 --enable-sdl2 --enable-bzlib --enable-fontconfig --enable-gnutls --enable-iconv --enable-libass --enable-libbluray --enable-libfreetype --enable-libmp3lame --enable-libopenjpeg --enable-libopus --enable-libshine --enable-libsnappy --enable-libsoxr --enable-libtheora --enable-libtwolame --enable-libvpx --enable-libwavpack --enable-libwebp --enable-libx264 --enable-libx265 --enable-libxml2 --enable-libzimg --enable-lzma --enable-zlib --enable-gmp --enable-libvidstab --enable-libvorbis --enable-cuda --enable-cuvid --enable-d3d11va --enable-nvenc --enable-dxva2 --enable-avisynth --enable-libmfx
libavutil 56. 4.100 / 56. 4.100
libavcodec 58. 6.102 / 58. 6.102
libavformat 58. 2.103 / 58. 2.103
libavdevice 58. 0.100 / 58. 0.100
libavfilter 7. 6.100 / 7. 6.100
libswscale 5. 0.101 / 5. 0.101
libswresample 3. 0.101 / 3. 0.101
libpostproc 55. 0.100 / 55. 0.100
[hevc @ 000002bda8bd9880] Stream #0: not enough frames to estimate rate; consider increasing probesize
Input #0, hevc, from 'vcu_example.h265':
Duration: N/A, bitrate: N/A
Stream #0 Video: hevc (Main), yuv420p(tv, unknown/bt709/unknown), 3840x2160, 45 fps, 45 tbr, 1200k tbn, 45 tbc
Stream mapping:
Stream #0:0 -> #0:0 (hevc (native) -> bmp (native))
Press [q] to stop, [?] for help
Output #0, image2, to 'vcu_example.%04d.bmp':
Metadata:
encoder : Lavf58.2.103
Stream #0 Video: bmp, bgr24, 3840x2160, q=2-31, 200 kb/s, 45 fps, 45 tbn, 45 tbc
Metadata:
encoder : Lavc58.6.102 bmp
frame= 10 fps=0.0 q=-0.0 Lsize=N/A time=0000.22 bitrate=N/A speed=0.568x
video:243001kB audio:0kB subtitle:0kB other streams:0kB global headers:0kB muxing overhead: unknown
有问题时，再使用保存的YUV文件，使用xilinx发布的ctrlsw_encoder在ZCU106单板上编码，对比效果。也可以试试Xilinx提供的配置文件。如果有区别，再对比实际代码和xilinx发布的ctrlsw_encoder、配置文件的区别。
Decoder
检查完encoder的输出，再检查decoder的输出。ctrlsw_decoder默认输出I420(YUV420)/I422(YUV422)格式的YUV输出。如果需要，可以参考VCU Ctrl-SW 2020.2输出 NV12 的 YUV 文件，使ctrlsw_decoder输出NV12/NV16的文件。输出后，也可以使用YUV Player 或者 YUV Player github 分支检查解码后的YUV图像是否正确。
图像质量
如果图像质量有问题，建议使用大的显示器或电视机查看。显示器或电视机要真实支持检查的分辨率，在显示中不能有缩放，避免缩放引起新的问题。也可以使用ffmpeg的下面命令，将码流转换为bmp图片，一帧一帧查看。
C:prj>ffmpeg -i vcu_example.h265 -frames 10 vcu_example.%04d.bmp
ffmpeg version N-89369-g5a93a85fd0 Copyright (c) 2000-2017 the FFmpeg developers
built with gcc 7.2.0 (GCC)
configuration: --enable-gpl --enable-version3 --enable-sdl2 --enable-bzlib --enable-fontconfig --enable-gnutls --enable-iconv --enable-libass --enable-libbluray --enable-libfreetype --enable-libmp3lame --enable-libopenjpeg --enable-libopus --enable-libshine --enable-libsnappy --enable-libsoxr --enable-libtheora --enable-libtwolame --enable-libvpx --enable-libwavpack --enable-libwebp --enable-libx264 --enable-libx265 --enable-libxml2 --enable-libzimg --enable-lzma --enable-zlib --enable-gmp --enable-libvidstab --enable-libvorbis --enable-cuda --enable-cuvid --enable-d3d11va --enable-nvenc --enable-dxva2 --enable-avisynth --enable-libmfx
libavutil 56. 4.100 / 56. 4.100
libavcodec 58. 6.102 / 58. 6.102
libavformat 58. 2.103 / 58. 2.103
libavdevice 58. 0.100 / 58. 0.100
libavfilter 7. 6.100 / 7. 6.100
libswscale 5. 0.101 / 5. 0.101
libswresample 3. 0.101 / 3. 0.101
libpostproc 55. 0.100 / 55. 0.100
[hevc @ 000001bb953e9880] Stream #0: not enough frames to estimate rate; consider increasing probesize
Input #0, hevc, from 'vcu_example.h265':
Duration: N/A, bitrate: N/A
Stream #0 Video: hevc (Main), yuv420p(tv, unknown/bt709/unknown), 3840x2160, 45 fps, 45 tbr, 1200k tbn, 45 tbc
Stream mapping:
Stream #0:0 -> #0:0 (hevc (native) -> bmp (native))
Press [q] to stop, [?] for help
Output #0, image2, to 'vcu_example.%04d.bmp':
Metadata:
encoder : Lavf58.2.103
Stream #0 Video: bmp, bgr24, 3840x2160, q=2-31, 200 kb/s, 45 fps, 45 tbn, 45 tbc
Metadata:yo
encoder : Lavc58.6.102 bmp
frame= 10 fps=0.0 q=-0.0 Lsize=N/A time=0000.22 bitrate=N/A speed=0.553x
video:243001kB audio:0kB subtitle:0kB other streams:0kB global headers:0kB muxing overhead: unknown
通常，增大码率、减小QP值、使用VBR、使用跳帧等，可以优化图像质量。
VCU性能
如果检查VCU性能，建议使用实际视频输入输出，因为文件操作有耗时内存拷贝。如果用文件，也一定要把文件放在Linux的ramdisk上，不能使用sd等存放。
测试性能时，千万记住，不能使用软件复制Video数据，包括Gstreamer的tee插件。
案例
使用VBR优化图像质量
有项目反应图像质量与参考的视频有差距。拿到VCU编码的视频码流和参考视频码流后，使用ffprobe分析，得到每一帧的大小。发现VCU的视频码流的I帧小于150KByte，而参考视频码流的视频码流的I帧有400KByte。建议使用VBR。应用VBR后，图像质量明显改善。
解决I帧小导致的图像质量问题
有项目反应图像质量与参考的视频有差距。拿到VCU编码的视频码流和参考视频码流后，使用ffprobe分析，得到每一帧的大小。发现VCU的视频码流的I帧大约时是180KByte，而参考视频码流的视频码流的I帧有1000KByte。该项目使用VBR后，I帧图像也没有增大。检查VCU的配置，发现配置文件了有“MaxPictureSize = 1500”，相当于180KByte。建议客户设置“MaxPictureSize = 20000”，或者移除这一条后，图像质量明显改善。MaxPictureSize用于限制帧编码后的最大大小，目的是减少码率波动，会限制I帧的质量。
建议
分析VCU的问题时，请提供VCU的视频码流、参考视频码流、原始码流、配置文件。
编辑：jq
声明：本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人，不代表德赢Vwin官网
网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用，如有内容侵权或者其他违规问题，请联系本站处理。
举报投诉
-
PC
+关注
关注
9文章
2076浏览量
154146 -
MPSoC
+关注
关注
0文章
198浏览量
24269 -
VCU
+关注
关注
17文章
80浏览量
20544
原文标题：【工程师分享】MPSoC VCU调试方法和调试流程
文章出处：【微信号：FPGA-EETrend，微信公众号：FPGA开发圈】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。
发布评论请先 登录
相关推荐
伺服电机有哪些调试方法？如何调？
伺服电机是一种高精度的电机，广泛应用于自动化设备、机器人、数控机床等领域。为了确保伺服电机的性能和稳定性，需要进行正确的调试。以下是一些常见的伺服电机调试方法及其操作步骤： 电机参数设置 在调
数字电源的低压调试和高压调试
数字电源的低压调试和高压调试是电力系统中非常关键的部分，它们直接关系到设备的稳定运行和电能供应的质量。以下是对这两种调试方法的详细解析：
深度学习的模型优化与调试方法
深度学习模型在训练过程中，往往会遇到各种问题和挑战，如过拟合、欠拟合、梯度消失或爆炸等。因此，对深度学习模型进行优化与调试是确保其性能优越的关键步骤。本文将从数据预处理、模型设计、超参数调整、正则化、模型集成以及调试与验证等方面，详细介绍深度学习的模型优化与
PLC系统的安装与调试流程
PLC控制系统的安装与调试，涉及到各项工作，并且只能按序进行，一环紧扣一环，稍有不慎都将导致调试失败，不但延误工期，甚至会损坏设备。本文介绍了在现场实践中总结出的PLC控制系统的安装与调试技术经验
开关电源调试内容与四大调试方法分享
开关电源调试是指根据设计的输入输出规格对其电器性能、保护功能等进行调试。调试开关电源主要调试低压高压工作状态、输出电压是否稳定、带载能力等。
介绍6种常见的反调试方法
是一种防止逆向的方案。逆向人员如果遇到复杂的代码混淆，有时会使用调试器动态分析代码逻辑简化分析流程。例如恶意软件通常会被安全研究人员、反病毒厂商和其他安全专业人员分析和调试，以了解其行为和功能，并
5g滤波器调试方法
的调试方法、如何快速准确地识别滤波器性能问题等。本文将详细介绍5G滤波器调试的方法，包括设计、制造和验证。 一、滤波器调试前的设计准备 在进
电机控制调试助手怎么用
电机控制调试助手是一种帮助用户进行电机控制调试的辅助工具。它可以提供实时监测、参数设置、故障诊断和历史数据分析等功能，为用户提供便捷、高效的电机调试和优化方法。 首先，电机控制
5g滤波器调试方法有哪些
5G滤波器调试方法主要包括以下几种常见的方法： 一、频域法 频域法是一种基于频率响应特性的滤波器调试方法。它通过对信号的频谱进行分析，确定频
施耐德电动门调试方法
工作是至关重要的。本文将详细介绍施耐德电动门调试的方法和步骤。 一、调试环境准备 在进行电动门调试之前，需要确保环境具备以下条件： 施耐德电动门安装完毕，各部位已经连接好并进行检查；
伺服电机调试和选型方法
伺服电机的选型和调试是实现精准控制和提高工业自动化效率的关键步骤。正确的选型和调试可以显著提升机械系统的性能，减少维护成本，延长设备使用寿命。以下是伺服电机调试和选型的详尽步骤。
工商网监
评论