大型儀器設(shè)備遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)
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時(shí)間：2012-03-12
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)
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2 主從處理器接口設(shè)計(jì)
在使用ARM和DSP的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，如何高效方便地實(shí)現(xiàn)ARM控制器和DSP之間的數(shù)據(jù)通信是很重要的一部分。
PCI總線即外圍部件互聯(lián)總線，是先進(jìn)的高性能32／64位地址數(shù)據(jù)復(fù)用局部總線，可同時(shí)支持多組外圍設(shè)備。PCI局部總線不受制于處理器，為中央處理器及高速外圍設(shè)備提供一座橋梁。PCI總線的運(yùn)行速度快，它采取總線主控的方式來(lái)加速執(zhí)行高吞吐量、高優(yōu)先級(jí)的任務(wù)。P CI總線的存取延遲時(shí)間極小，它獨(dú)特的同步操作功能可以保證處理器能與總線主控同時(shí)操作而不必等待后者的完成。另外，PCI總線還具有可擴(kuò)展性強(qiáng)和支持線性突發(fā)傳輸?shù)忍攸c(diǎn)。
很多DSP芯片采用HPI口來(lái)與外部總線進(jìn)行通信，如果要和CPU進(jìn)行通信，則一般要通過(guò)增加PCI總線控制芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)。而SPCT6100內(nèi)部已經(jīng)集成了PCI總線接口，通過(guò)PCI總線接口能夠?qū)Ρ忍亓鲾?shù)據(jù)進(jìn)行編碼，并實(shí)現(xiàn)與NUC960主處理器單元的無(wú)縫對(duì)接。SPCT6100的PCI總線上32位地址／數(shù)據(jù)復(fù)用引腳及其他大部分控制引腳與NUC960的相應(yīng)引腳可以直接相連。
3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
3．1 電源模塊
在本系統(tǒng)中，ARM處理器NUC960需要兩種電壓，一種是1．8 V的內(nèi)核電壓，另一種是3．3 V的I／O電壓；而DSP處理器SPCT6100需要3種電壓，即1．2 V的內(nèi)核電壓、2．5 V的DDR驅(qū)動(dòng)電壓和3．3 V的I／O電壓。然而，在外圍設(shè)備中，許多器件還要求5 V供電，例如USB接口和電流檢測(cè)電路等。因此，為了便于電源管理，本系統(tǒng)采用5 V電源輸入。由于輸入電壓和輸出電壓之間的壓差并不接近，如果采用LDO型線性穩(wěn)壓器作為輸入端電源芯片，則功率消耗較大，并不合適。本系統(tǒng)采用TPS54386作為輸入端電源芯片，經(jīng)過(guò)外接合適的電感和濾波電容能夠同時(shí)得到3．3 V和1．8 V兩種電壓。TPS54386是DCDC轉(zhuǎn)換芯片，其輸出電流可以高達(dá)3 A，且工作效率高，工作狀態(tài)穩(wěn)定，能夠適合本系統(tǒng)的要求。另外，可以使用LDO型電源芯片來(lái)實(shí)現(xiàn)3．3 V到2．5 V和1．8 V到1．2 V的電平轉(zhuǎn)換。
3．2 存儲(chǔ)器模塊
NUC960內(nèi)部的程序存儲(chǔ)器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器是無(wú)法滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求的，為了滿足設(shè)計(jì)目標(biāo)的需要，本系統(tǒng)擴(kuò)展了Flash和SDRAM兩種存儲(chǔ)器。
NOR Flash是Flash的一種，它的寫(xiě)入和擦除速度較慢，但隨機(jī)讀取速度快。NOR Flash帶有SRAM接口，有足夠的地址引腳來(lái)尋址，可以很容易地存取其內(nèi)部的每一個(gè)字節(jié)。NOR Flash最大的特點(diǎn)是芯片內(nèi)執(zhí)行，這樣應(yīng)用程序可以直接在Flash內(nèi)運(yùn)行，不必再把代碼讀到系統(tǒng)RAM中。本系統(tǒng)所用的NOR Flash容量為2 Mx16 bits，用來(lái)存放系統(tǒng)啟動(dòng)代碼、操作系統(tǒng)內(nèi)核和文件系統(tǒng)。由于NUC960自身EBI接口支持?jǐn)U展Flash，因此電路相對(duì)比較簡(jiǎn)單。
和Flash不同，SDRAM不具有掉電保持?jǐn)?shù)據(jù)的特性，但可讀可寫(xiě)，且存取數(shù)據(jù)的速度很快，因此SDRAM在系統(tǒng)中主要用作程序的運(yùn)行空間、數(shù)據(jù)及堆棧區(qū)。為了充分發(fā)揮32位CPU的數(shù)據(jù)處理能力，本系統(tǒng)采用兩片16位數(shù)據(jù)寬度的SDRAM并聯(lián)構(gòu)建32位的存儲(chǔ)器系統(tǒng)，其中一片作為高16位，另一片作為低16位，兩片SDRAM均與NUC960的EBI總線連接，可滿足系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜的運(yùn)行要求，電路如圖2所示。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/149454.htm
3．3 A／D轉(zhuǎn)換電路
本系統(tǒng)使用CCD攝像頭進(jìn)行視頻信號(hào)的采集，CCD攝像頭的成像分辨率較CMOS攝像頭更為清晰。通過(guò)CCD采集到的視頻模擬量信號(hào)經(jīng)過(guò)BNC(同軸電纜卡環(huán)形接口)送入A／D轉(zhuǎn)換芯片進(jìn)行處理。
評(píng)論