一種嵌入式網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設計
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在系統(tǒng)中AT91RM9200需要1．8 V和3．3 V電源，另外，大部分外圍器件需要3．3 V電源，小部分外圍器件還需要5 V電源，假設輸入電壓為5 V直流穩(wěn)壓電源。為了得到可靠的3．3 V電壓，此處選用的電壓轉(zhuǎn)換芯片是NCPlll7ST33T3，它的輸入電壓為5 V，輸出電壓為3．3 V，最大輸出電流為0．8 A。同樣，為了得到可靠的1．8 V電壓，選用NCPlll7STl8T3，它的輸入電壓為5 V，輸出電壓為1．8 V，最大輸出電流為0．8 A。由于3．3 V和1．8 V屬于NCPlll7系列的2個固定輸出電壓，所以設計比較簡單，只需要在電路中與芯片并聯(lián)2個典型值為10 tlf、的濾波電容即可。
2、系統(tǒng)存儲電路模塊
主控器還需一些外圍存儲單元如Nor Flash和SDRAM。Nor Flash 中包含Linux 的Bootloader、系統(tǒng)內(nèi)核、文件系統(tǒng)、應用程序以及環(huán)境變量和系統(tǒng)配置文件等等，同時還預留了一部分空間作為用戶使用；SDRAM讀寫速度快，系統(tǒng)運行時把它作為內(nèi)存單元使用。為充分保證系統(tǒng)的可擴充性，系統(tǒng)設計采用了8M的Nor Flash和64M的SDRAM。
在網(wǎng)絡視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計中，F(xiàn)lash用于存放操作系統(tǒng)、文件系統(tǒng)和驅(qū)動程序等；SDRAM主要用作運行嵌入式操作系統(tǒng)、應用服務程序和臨時存放視音頻信息。Flash存儲器選用的是Spansion的S29AL016D70TF。它是一個16 Mbit的Flash存儲器，容量為2，097，152個字節(jié)；采用48腳TSOP封裝和3．0V電源供電。S29AL016D70TF與Hi3510的接口連接框圖如圖3所示。其中。CE#管腳為芯片使能輸入，由于此Flash用于存儲引導程序，故此引腳連接EBICSlN#；OE#管腳為輸出使能輸入，連接EBIOEN；RY／BY為準備或忙輸出管腳，懸空。
圖3 Flash存儲器接口設計框圖
SDRDM存儲器選用的是Hynix的HY57V281620ET，它的容量位是16MB(4Banks×2M×16bits)，單片數(shù)據(jù)寬度是16位，為了增大數(shù)據(jù)吞吐能力，選取兩片SDRAM構(gòu)成32位地址寬度，存儲容量為32MB。HY57V281620ET的工作電壓為3．3V，常見封裝為54腳TSOP，兼容LVTTL接口。支持自動刷新(Auto-Refresh)和自刷新(Self-Refresh)。HY57V281620ET與Hi3510的接口連接框圖如圖4所示。
圖4 SDRDM存儲器接口設計框圖
3、視頻采集模塊設計
視頻采集芯片選用Philips公司生產(chǎn)的SAA7113H，它是一款功能強大且操作簡單的9位視頻輸入處理芯片，采用CMOS工藝，通過I2C總線與處理器或DSP連接可方便地構(gòu)成應用系統(tǒng)。它內(nèi)部包含四路模擬處理通道，可以選擇視頻信號源并可抗混疊濾波，同時還可以進行模數(shù)轉(zhuǎn)換、自動箝位、自動增益控制(AGC)、時鐘產(chǎn)生(CGC)、多制式解碼，另外還可以對亮度、對比度和飽和度進行控制。設置SAA7113H芯片的工作時鐘為24．576MHz，數(shù)據(jù)輸出格式為4：2：2，幀頻為25fps。視頻采集芯片SAA7113H在上電后，并不是立即采集模擬視頻信號進行A／D轉(zhuǎn)換，它必須由Hi3510通過I2C總線對其內(nèi)部寄存器進行初始化設置后，才能正常工作。視頻采集芯片SAA7113H與Hi3510的接口連接框圖如圖5所示。
圖5視頻采集電路原理框圖
4、外圍電路模塊
本設計用到的外設有USB接口，網(wǎng)卡接口，串行接口和JTAG接口。同時為保證系統(tǒng)將來的可擴展性，系統(tǒng)還預留了PC104接口和大量的GPIO接口。AT91RM9200處理器的片內(nèi)以太網(wǎng)卡端口和網(wǎng)絡物理層芯片DM9161E 的MII 接口通信。而且片內(nèi)以太網(wǎng)卡內(nèi)置了獨立的雙緩沖的讀寫DMA 通道，這樣大大提供了數(shù)據(jù)的發(fā)送速度，同時不影響AT91RM9200 的正常運行。
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