基于Blackfin的網(wǎng)絡(luò)視頻壓縮系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：利用視頻解碼芯片ADV7183A來完成模擬視頻信號(hào)的采集量化，進(jìn)而由ADSP-BF561完成視頻數(shù)據(jù)的壓縮，再通過PPI傳輸將壓縮過的視頻數(shù)據(jù)傳送到由ADSP-BF537和LAN8187等芯片組成的網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊，網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊再將處理后的視頻數(shù)據(jù)流通過組播和單播方式發(fā)送給指定用戶。能夠滿足觀頻監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性和遠(yuǎn)程化要求。
關(guān)鍵詞：BF561；ADV7183A；視頻壓縮；網(wǎng)絡(luò)傳輸

隨著視頻社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，視頻信息業(yè)務(wù)得到快速增長，視頻信息技術(shù)經(jīng)歷了由模擬到數(shù)字的轉(zhuǎn)變，數(shù)字視頻是以數(shù)字形式記錄的視頻，數(shù)字化對視頻信息的傳輸和存儲(chǔ)創(chuàng)造了有利條件，但末處理的數(shù)字視頻流有較高的帶寬，因此在保證視頻圖像清晰度、流暢度、實(shí)時(shí)性的條件下，進(jìn)行視頻縮和網(wǎng)絡(luò)傳輸成為一項(xiàng)重要的技術(shù)。

1 設(shè)計(jì)方案
文中網(wǎng)絡(luò)視頻壓縮硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。在本網(wǎng)絡(luò)視頻壓縮系統(tǒng)中，采用Analog Device公司的ADSP-BF561、ADSP-BF537、ADV7183A心片；SMSC公司的LAN8187網(wǎng)絡(luò)芯片；系統(tǒng)可分為視頻采集壓縮模塊及網(wǎng)絡(luò)控制模塊，其中視頻采集壓縮模塊由ADI高性能雙核處理器DSP BF5 61和視頻解碼芯片ADV7183A構(gòu)成，并輔以SDRAM和Flash等外圍器件。網(wǎng)絡(luò)控制模塊由ADI高性能DSP BF537和以太網(wǎng)接口芯片LAN8187構(gòu)成，同樣輔以SDRAM和Flash等外圍器件。前端輸入的模擬視頻信號(hào)經(jīng)過視頻解碼芯片ADV7183A采集量化變換為數(shù)字視頻信號(hào)，通過BF561的并行PPI接口進(jìn)入BF561的緩沖存儲(chǔ)區(qū)，由BF561完成覦頻數(shù)據(jù)的壓縮處理，壓縮形成的MPEG4視頻流通過并行PPI接口進(jìn)入BF537，經(jīng)過封裝處理后通過以太網(wǎng)接口進(jìn)行分發(fā)。

2 硬件電路設(shè)計(jì)
2．1 視頻采集壓縮模塊設(shè)計(jì)
視頻采集壓縮模塊由核心壓縮處理器BF561和前端視頻解碼器ADV7183構(gòu)成，并輔以外圍的SDRAM和Flash。
(1)視頻壓縮處理器BF561。BF561處理器是Blackfin系列中的高性能產(chǎn)品，BF561的核心由兩枚獨(dú)立的Blackfin處理器組成。BF561集成了一套通用的數(shù)字圖像處理外圍設(shè)備，為數(shù)字圖像處理和多媒體應(yīng)用創(chuàng)建了一個(gè)完整的系統(tǒng)級片上解決方案。利用BF561雙核結(jié)構(gòu)，將前端視頻解碼器采集的視頻信號(hào)分割為上下半幀數(shù)據(jù)，并將分割的視頻數(shù)據(jù)分別由其雙核獨(dú)立進(jìn)行壓縮處理，為完整地恢復(fù)壓縮前的畫面，在其雙核之間進(jìn)行了同步處理，使得根據(jù)輸出的數(shù)據(jù)信息解碼后能夠完整流暢的恢復(fù)壓縮前的畫面，同時(shí)為平衡兩個(gè)內(nèi)核工作量，還將系統(tǒng)的初始化、控制前端視頻解碼器等工作交給主核來處理，給視頻畫面疊加動(dòng)態(tài)輔助信息的工作交給另一個(gè)內(nèi)核進(jìn)行處理。
(2)視頻解碼器ADV7183A ADV7183A是美國摸擬器件公司(ADI)推出的集成了10位ADC的增強(qiáng)型視頻解M碼器。它內(nèi)含3個(gè)精確模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADCs)和完整的自動(dòng)增益控制(AGC)電路。其靈活的數(shù)字式輸出接口能夠與BF561的PPI接口進(jìn)行無縫連接，消除了由于數(shù)據(jù)信息傳輸速度造成整體壓縮處理能力的瓶頸。ADV7183A與DSP之間的配置通信遵循I2C協(xié)議，因此ADV7183A提供了標(biāo)準(zhǔn)I2C接口，與BF561的PF接口相連接。
BF561的PF，引腳和ADV7183A的0E引腳相連，控制視頻解碼器的數(shù)據(jù)輸出，這里輸出的數(shù)據(jù)可以選擇16／8位輸出，系統(tǒng)選擇8位輸出數(shù)據(jù)格式；
BF561的PF2引腳和ADV7183A的SDATA引腳相連，ADV7183A的SDATA引腳是I2C總線的串行數(shù)據(jù)輸入／輸出引腳；
BF561的PF0引腳和ADV7183A的SCLK引腳相連，ADV7183A的SCLK引腳是I2C總線的串行數(shù)據(jù)輸入／輸出引腳，為視頻解碼器提供串行時(shí)鐘輸入；
BF561的PPI2CLK引腳和ADV7183A的LLC1引腳相連，由ADV7183A的LLC1引腳為BF561提供視頻像素輸出同步時(shí)鐘；
BF561的PF13引腳和ADV7183A的RESFT引腳相連，為視頻解碼器提供復(fù)位信號(hào)；
BF561的PPI2D0～7引腳和ADV7183A的，P8-P15引腳相連，作為視頻數(shù)據(jù)傳輸總線。
同時(shí)為ADV7183A提供27 MHz的晶振輸入列XTAL引腳，選擇模擬輸入通道AIN1，在AIN1引腳上輸入模擬信號(hào)，對于系統(tǒng)而言，采取默認(rèn)配置，不再對I2C總線進(jìn)行配置。完成這些設(shè)置后，接上電源，ADV7183A就可以在默認(rèn)配置下正常工T作了，默認(rèn)輸入為PAL制的圖像，輸出是P8～P15的8位ITU—BT656的YCrCb型4：2：2視頻數(shù)據(jù)。