# VPU使用指南

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# VPU 是什么

**VPU**（Video Processing Unit，视频处理单元）是 RK3576 集成的 **专用视频编解码硬件**。它独立于 CPU 工作，专门负责 H.264、H.265、AV1、VP9、JPEG 等视频/图像的编码与解码。

**没有 VPU 会怎样？** 播放高清视频时 CPU 要满负荷软件解码，容易卡顿、发热、耗电；有了 VPU，解码完全由硬件完成，CPU 可以空闲处理其他任务，4K 视频也能流畅播放。

# VPU 能做什么（使用场景）

| **场景** | **说明** | **对应操作** |
| --- | --- | --- |
| 播放视频 | 硬解 H.264/H.265/AV1/VP9 视频 | GStreamer 播放 |
| 录制视频 | 摄像头画面硬编码成 H.264 文件 | GStreamer 编码 |
| 视频转码 | 一种格式转成另一种 | 解码+编码串联 |
| 视频推流 | 实时编码后网络传输 | 编码 + UDP 输出 |

# 在 M2 上使用 VPU

## 场景 1：硬件解码播放视频（最常用）

板载测试视频直接硬解播放：

```bash
# 播放板载 720p 测试视频（硬件解码）
gst-launch-1.0 filesrc location=/oem/SampleVideo_1280x720_5mb.mp4 ! \
  qtdemux ! h264parse ! mppvideodec ! waylandsink
```

| **部分** | **作用** |
| --- | --- |
| filesrc | 读取视频文件 |
| qtdemux | 解封装（拆出 H.264 流） |
| h264parse | 解析 H.264 码流 |
| **mppvideodec** | **VPU 硬件解码（关键）** |
| waylandsink | 显示到屏幕（GPU 渲染） |

> 播放流畅、CPU 占用低（可用 `top` 观察，解码进程 CPU 占用应很低），说明 VPU 在工作。

## 场景 2：硬件编码（把画面录成视频）

把测试画面硬编码为 H.264 文件：

```bash
# 生成 30 帧测试画面并硬编码成 H.264
gst-launch-1.0 videotestsrc num-buffers=30 ! videoconvert ! \
  video/x-raw,format=NV12,width=640,height=480 ! \
  mpph264enc ! filesink location=/tmp/test.h264

# 查看生成的文件
ls -la /tmp/test.h264
```

也可以把硬解的视频重新硬编码（转码）：

```bash
gst-launch-1.0 -e filesrc location=/oem/SampleVideo_1280x720_5mb.mp4 ! \
  qtdemux ! h264parse ! mppvideodec ! videoconvert ! \
  video/x-raw,format=NV12 ! mpph264enc ! filesink location=/tmp/out.h264
```

## 场景 3：解码性能测试（验证 VPU 速度）

用 MPP 自带的解码测试工具看 VPU 每秒能解多少帧：

```bash
# 解码 200 帧 720p H.264 裸流
mpi_dec_test -i /oem/200frames_count.h264 -t 7 -w 1280 -h 720 -n 200 -v f
```

M2 实测结果：

| **分辨率** | **格式** | **并发数** | **帧率** | **实时倍速** |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| 1280x720 | H.264 | 1 路 | 3003 fps | 100x |
| 1920x1080 | H.264 | 1 路 | 2962 fps | 124x |
| 1280x720 | H.264 | 4 路并发 | 2907 fps/路 | 97x/路 |
| 1280x720 | H.264 | 8 路并发 | 2840 fps/路 | 95x/路 |

> 8 路 720p 并发解码毫无压力，适合 NVR/多路监控场景。

# VPU 支持的格式（M2 / SMARC 相同）

| **类型** | **格式** | **GStreamer 插件** |
| --- | --- | --- |
| 解码 | H.264 / H.265 / AV1 / VP8 / VP9 / MPEG4 | mppvideodec |
| 解码 | JPEG | mppjpegdec |
| 编码 | H.264 | mpph264enc |
| 编码 | H.265 | mpph265enc |
| 编码 | JPEG | mppjpegenc |

# 环境确认（一步检查 VPU 是否就绪）

```bash
# VPU 设备节点存在
ls /dev/mpp_service

# GStreamer 硬件插件存在
gst-inspect-1.0 | grep -i rockchipmpp
# 预期输出：mpph264enc / mpph265enc / mppjpegdec / mppjpegenc / mppvideodec
```

# SMARC（Buildroot）使用说明

SMARC 板的 VPU 与 M2 完全相同（同一颗 RK3576），上述所有命令 **直接复用**。

唯一差异：库路径不同。

```bash
# M2 (Debian): /usr/lib/aarch64-linux-gnu/librockchip_mpp.so*
# SMARC (Buildroot): /usr/lib/librockchip_mpp.so*
```

# 常见问题

| **问题** | **解决** |
| --- | --- |
| 播放黑屏/无画面 | 确认在图形桌面会话运行；`waylandsink` 需要 Wayland 环境 |
| 提示 mppvideodec 不存在 | 安装 `gstreamer1.0-rockchip1`（两平台预装） |
| 编码报 invalid format | 输入像素格式需为 NV12（加 `video/x-raw,format=NV12`） |
| 解码花屏 | 输入需为 H.264 裸流或 mp4 容器（先 qtdemux 解封装） |