大型儀器設(shè)備遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計
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2 主從處理器接口設(shè)計
在使用ARM和DSP的嵌入式系統(tǒng)設(shè)計中，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加速執(zhí)行高吞吐量、高優(yōu)先級的任務(wù)。P CI總線的存取延遲時間極小，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，則一般要通過增加PCI總線控制芯片來實(shí)現(xiàn)。而SPCT6100內(nèi)部已經(jīng)集成了PCI總線接口，通過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主處理器單元的無縫對接。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)過外接合適的電感和濾波電容能夠同時得到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 存儲器模塊
NUC960內(nèi)部的程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器是無法滿足系統(tǒng)運(yùn)行要求的，為了滿足設(shè)計目標(biāo)的需要，本系統(tǒng)擴(kuò)展了Flash和SDRAM兩種存儲器。
NOR Flash是Flash的一種，它的寫入和擦除速度較慢，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尋址，可以很容易地存取其內(nèi)部的每一個字節(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，用來存放系統(tǒng)啟動代碼、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，因此電路相對比較簡單。
和Flash不同，SDRAM不具有掉電保持?jǐn)?shù)據(jù)的特性，但可讀可寫，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)行視頻信號的采集，CCD攝像頭的成像分辨率較CMOS攝像頭更為清晰。通過CCD采集到的視頻模擬量信號經(jīng)過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。
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