TI 生成 TPG Test Pattern Generator

1.主要作用：

• 生成各种预定义的图形和模式用来检查CSI接口的图像传输质量
• 调试和验证使用TPG生成的测试图形可以方便地验证接口的正确性和稳定性

2.代码中的体现

static const char * const ub960_tpg_qmenu[] = {
	"Disabled",
	"1 vertical color bar",
	"2 vertical color bars",
	"4 vertical color bars",
	"8 vertical color bars",
};

v4l2_ctrl_new_std_menu_items(&priv->ctrl_handler, &ub960_ctrl_ops,  //向链表中新增一个菜单式控制变量 
				     V4L2_CID_TEST_PATTERN,
				     ARRAY_SIZE(ub960_tpg_qmenu) - 1, 0, 0,
				     ub960_tpg_qmenu);
				     
static const struct v4l2_ctrl_ops ub960_ctrl_ops = {
	.s_ctrl = ub960_s_ctrl,
};


static int ub960_s_ctrl(struct v4l2_ctrl *ctrl)
{
	struct ub960_data *priv =
		container_of(ctrl->handler, struct ub960_data, ctrl_handler);

	switch (ctrl->id) {
	case V4L2_CID_TEST_PATTERN:
		if (ctrl->val == 0)
			ub960_disable_tpg(priv);
		else
			ub960_enable_tpg(priv, ctrl->val);
		break;
	}

	return 0;
}

总结： 向 subdev 链表中新增一个菜单式控制变量 ub960_s_ctrl（tpg0）用来使能tpg功能 （可控条树的条纹）

3.开启/关闭 tpg

开启：
static void ub960_enable_tpg(struct ub960_data *priv, int tpg_num)
{
	/*
	 * Note: no need to write UB960_REG_IND_ACC_CTL: the only indirect
	 * registers target we use is "CSI-2 Pattern Generator & Timing
	 * Registers", which is the default
	 */

	/*
	 * TPG can only provide a single stream per CSI TX port. If
	 * multiple streams are currently enabled, only the first
	 * one will use the TPG, other streams will be halted.
	 */

	struct v4l2_mbus_framefmt *fmt;
	u8 vbp, vfp;
	u16 blank_lines;
	u16 width;
	u16 height;

	u16 bytespp = 2; /* For MEDIA_BUS_FMT_UYVY8_1X16 */
	u8 cbars_idx = tpg_num - TEST_PATTERN_V_COLOR_BARS_1;
	u8 num_cbars = 1 << cbars_idx;

	u16 line_size;	
	u16 bar_size;	
	u16 act_lpf;	
	u16 tot_lpf;	
	u16 line_pd;	

	struct v4l2_subdev_state *state;

	state = v4l2_subdev_lock_active_state(&priv->sd);

	vbp = 33;
	vfp = 10;
	blank_lines = vbp + vfp + 2; /* total blanking lines */

	fmt = v4l2_state_get_stream_format(state, 4, 0);

	width = fmt->width;
	height = fmt->height;

	line_size = width * bytespp;
	bar_size = line_size / num_cbars;
	act_lpf = height;
	tot_lpf = act_lpf + blank_lines;
	line_pd = 100000000 / 60 / tot_lpf;

	/* Disable forwarding from FPD-3 RX ports */
	ub960_write(priv, UB960_SR_FWD_CTL1,
		    UB960_SR_FWD_CTL1_PORT_DIS(0) |
			    UB960_SR_FWD_CTL1_PORT_DIS(1));

	/* Access Indirect Pattern Gen */
	ub960_write(priv, UB960_SR_IND_ACC_CTL,
		    UB960_SR_IND_ACC_CTL_IA_AUTO_INC | 0);

	ub960_write_ind8(priv, UB960_IR_PGEN_CTL,
			 UB960_IR_PGEN_CTL_PGEN_ENABLE);

	/* YUV422 8bit: 2 bytes/block, CSI-2 data type 0x1e */
	ub960_write_ind8(priv, UB960_IR_PGEN_CFG, cbars_idx << 4 | 0x2); 
	ub960_write_ind8(priv, UB960_IR_PGEN_CSI_DI, 0x1e);

	ub960_write_ind16(priv, UB960_IR_PGEN_LINE_SIZE1, line_size);
	ub960_write_ind16(priv, UB960_IR_PGEN_BAR_SIZE1, bar_size);
	ub960_write_ind16(priv, UB960_IR_PGEN_ACT_LPF1, act_lpf);
	ub960_write_ind16(priv, UB960_IR_PGEN_TOT_LPF1, tot_lpf);
	ub960_write_ind16(priv, UB960_IR_PGEN_LINE_PD1, line_pd);
	ub960_write_ind8(priv, UB960_IR_PGEN_VBP, vbp);
	ub960_write_ind8(priv, UB960_IR_PGEN_VFP, vfp);

	v4l2_subdev_unlock_state(state);
}

//关闭
static void ub960_disable_tpg(struct ub960_data *priv)
{
	/* TPG off, enable forwarding from FPD-3 RX ports */
	ub960_write(priv, UB960_SR_FWD_CTL1, 0x00);

	ub960_write_ind8(priv, UB960_IR_PGEN_CTL, 0x00);
}

4.对上述理解的一些重要的概念

VFP: Vertical front porch，垂直前肩；
VBP: Vertical back porch，垂直后肩；
act_lpf：Active Lines Per Frame 活动行数
tot_lpf：Total Lines Per Frame 总活动行数

基于数字图像水平的一些重要概念(科普作用)
1.场同步 （VSYNC）
告诉电子枪控制电子枪控制器下面要开始新的画面。对于数字图像信息，当VSYNC信号有效时，表示新的一帧图像信息开始了
2.行同步（HSYNC）
行同步就是让电子枪控制器知道下面要开始新的一行像素。每一行信息的开始都有一个HSYNC
3.数据使能（DE）
在数据使能区是有效的色彩数据，不在使能范围内的都显示黑色。下图中灰色区域都是使能数据
4.前肩（Front Porch）/后肩 （Back Porch）
行同步或场同步信号发出后，视频数据不能立即使能，要留出电子枪回扫的时间。以行扫描为例，从HSYNC结束到DE开始的区间成为行扫描的后肩，从DE结束到HSYNC开始称为前肩。具体水平前肩/后肩的含义如下图所示

其他一些缩写
HFP: Horizon front porch，水平前肩；
HBP: Horizon back porch，水平后肩；
HDP:Horizon display period，水平显示周期；
VDP: Vertical display period，垂直显示周期。

5.总结上面的流程

主要流程如下
1.v4l2_subdev_lock_active_state函数获取当前活动的子设备状态。
2.设置垂直后沿和前沿的行数，以及计算总空白行数。
3.从子设备状态中获取视频帧的宽度和高度。
4.计算每行的字节大小（line_size），这是通过宽度乘以每像素的字节数得到的。
5.根据彩色条的数量计算每个彩色条的大小（bar_size）。
6.设置活动行帧数（act_lpf）为视频帧的高度，总帧数（tot_lpf）为活动行帧数加上空白行数。
7.计算每行的像素时钟周期数（line_pd），这里假设视频帧率为60Hz，并假设像素时钟频率为100MHz（100000000）。

参数赋值具体如下

• vbp = 33;
  vfp = 10;
  blank_lines = vbp + vfp + 2;
  给VFP、VBP 分别赋予33 10；blank_lines 值为33 +10 +2 （并不理解这些值怎么来的，芯片手册没有解释）

• width = fmt->width;
  height = fmt->height; //获取分辨率

• line_size = width * bytespp; //每一个像素点为 2 byte 每一行大小
  bar_size = line_size / num_cbars; //每一个条纹的大小
  act_lpf = height; //活动行数
  tot_lpf = act_lpf + blank_lines; //活动行帧数加上空白行数
  line_pd = 100000000 / 60 / tot_lpf; //基于总帧数来估算每行的时间长度（100000000 猜测像素时钟，60为帧率 计算每行时间长度）