基于GM8180的嵌入式視頻服務(wù)器設(shè)計(jì)

摘要：詳細(xì)介紹了一種基于臺(tái)灣智原科技公司GM8180芯片的嵌入式視頻服務(wù)器設(shè)計(jì)。描述了該服務(wù)器的結(jié)構(gòu)和功能，對(duì)系統(tǒng)的各個(gè)組成模塊進(jìn)行了分析和介紹，如視頻采集模塊、音頻輸入和輸出模塊、以太網(wǎng)模塊等。在軟件方面，對(duì)RTSP流媒體服務(wù)器軟件架構(gòu)和視頻采集、編碼的流程進(jìn)行了說(shuō)明。系統(tǒng)采用H．264視頻編碼技術(shù)，單芯片即可實(shí)現(xiàn)2路D1的H．264實(shí)時(shí)編碼以及多用戶(hù)的實(shí)時(shí)流媒體服務(wù)。
關(guān)鍵詞：視頻監(jiān)控；視頻服務(wù)器；GM8180；H．264；RTSP

引言
嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器可將前端采集的視頻信號(hào)壓縮編碼后，通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò)傳送到終端進(jìn)行顯示或記錄。與傳統(tǒng)的模擬閉路視頻監(jiān)控系統(tǒng)相比，由于采用IP網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸數(shù)字視頻信號(hào)，擺脫了模擬信號(hào)線路衰減的距離限制，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控。
目前流行的構(gòu)建嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的方案有ARM+DSP和ASIC兩種。前者以TI公司和ADI公司為代表，其優(yōu)點(diǎn)在于具有很大的靈活性。利用DSP強(qiáng)大的計(jì)算能力，可以在前端嵌入式服務(wù)器中實(shí)現(xiàn)智能化和個(gè)性化的應(yīng)用。但是由于ARM+DSP方案涉及音視頻編解碼器的開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)成本大和開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)使其飽受詬病。相比之下，ASIC方案通常在單芯片上集成視頻編碼器，使得開(kāi)發(fā)人員能夠?qū)⒕性谝曨l服務(wù)器的設(shè)計(jì)當(dāng)中，大大縮減了開(kāi)發(fā)成本和時(shí)間。本文介紹一種基于ASIC芯片GM8180的嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器方案。

1 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)
GM8180是由臺(tái)灣智原(Faraday)公司推出的一款高性能SoC芯片，片上包含了主頻高達(dá)500 MHz的ARM9核以及H．264編／解碼引擎、MPEG4編／解碼引擎。除此之外，GM8180還集成了DDR控制器、Flash／s靜態(tài)存儲(chǔ)控制器，以及支持2路8位ITU-R BT．656視頻采集控制器、USBOTG、MMC／SDC、IDE、I2C、SPI、I2S、AC97等。

系統(tǒng)框架如圖1所示，視頻服務(wù)器系統(tǒng)充分利用GM8180主芯片內(nèi)帶有的兩路視頻采集通道，外接Phips公司的SAA7113H視頻解碼芯片實(shí)現(xiàn)2路CVBS視頻信號(hào)采集。視頻編碼直接使用片內(nèi)集成的H．264編碼引擎進(jìn)行H．264視頻編碼壓縮，無(wú)需外接其他編碼芯片。音頻采集方面，GM8180直接與Wolfson公司的WM8731音頻編解碼芯片連接，實(shí)現(xiàn)音頻的采集和回放。在網(wǎng)絡(luò)方面，GM8180集成了以太網(wǎng)MAC控制器，外圍直接連接以太網(wǎng)物理接口芯片DM9161A，即可完成以太網(wǎng)功能。此外，系統(tǒng)還包括了實(shí)時(shí)時(shí)鐘、DDR、NOR Flash、電源模塊等。