基于DM642的視頻音頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

摘要：為實現(xiàn)視頻音頻數(shù)據(jù)的實時采集傳輸，提出了一種基于DM642的視頻音頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計方案。硬件上，利用DM642豐富的外設(shè)資源，完成了視頻輸入、輸出模塊，音頻輸入輸出模塊和以太網(wǎng)接口模塊的設(shè)計。軟件上，基于DSP／BIOS實時操作系統(tǒng)，實現(xiàn)對視頻音頻數(shù)據(jù)的管理和控制，并構(gòu)建Web服務(wù)器，用戶可通過瀏覽器訪問系統(tǒng)，實現(xiàn)遠程監(jiān)控。測試結(jié)果表明，該系統(tǒng)性能穩(wěn)定，符合設(shè)計要求。
關(guān)鍵詞：DM642；視頻音頻監(jiān)控；以太網(wǎng)；DSP／BIOS

隨著技術(shù)的發(fā)展，視頻音頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣。目前，傳統(tǒng)的視頻音頻監(jiān)控系統(tǒng)多存在著諸如體積大、容量小、實時性差、穩(wěn)定性低等缺點，在工業(yè)或軍事等復(fù)雜環(huán)境下應(yīng)用極為不便，應(yīng)用場合受到很大的限制。TI公司推出的TMS320DM642是一款針對數(shù)字視頻應(yīng)用的高性能DSP芯片，具有10／100 Mb／s以太網(wǎng)接口。本文基于DM642給出了一種視頻音頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計方案，具有本地及遠程視頻音頻監(jiān)控
能力。該設(shè)計方案具有體積小、成本低、可靠性高、使用方便等優(yōu)點，具有較高的研究價值和廣泛的應(yīng)用前景。

1 硬件設(shè)計
根據(jù)設(shè)計要求，本文提出了基于TMS320DM642為核心的結(jié)構(gòu)設(shè)計：包括視頻輸入輸出模塊、音頻輸入輸出模塊、網(wǎng)絡(luò)接口模塊。總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

主處理器DM642是TI公司的一款32位定點的高性能DSP，片上帶有豐富的視頻音頻硬件資源，具有網(wǎng)口、PCI接口、I2C接口、串行口等多種接口，可廣泛用于視頻、音頻、網(wǎng)絡(luò)、信號處理等領(lǐng)域。DM642的主頻可達720 MHz，每秒可執(zhí)行指令數(shù)5 760 MIPS。它的EMIFA接口數(shù)據(jù)總線寬度為64位，最高數(shù)據(jù)存取頻率為133 MHz，可直接與異步寄存器及同步寄存器無縫連接。
DM642通過EMIFA接口外擴存儲器時，使用CE0-CE3信號作為空間片選信號。DM642外部擴展兩片MT48LC2M32芯片，共4M×64位SDRAM空間，使用CE0引腳為片選信號，外部存儲區(qū)地址范圍為0x80000000～0x8007FFFF，作為數(shù)據(jù)緩存空間。外部擴展一片1M×8位FLASH，使用CE1引腳為片選信號，外部存儲區(qū)地址范圍為0x90000000～0x9001FFFF，作為程序存儲空間。
1．1 視頻輸入、輸出模塊的設(shè)計
DM642集成了3個可獨立配置的視頻口VP0～VP2，非常適合于圖像處理系統(tǒng)方面的應(yīng)用。本設(shè)計中，將DM642的VP0口配置為視頻輸入模式，VP2口配置為視頻輸出模式。硬件電路如圖2所示。

視頻解碼器選用PHILIPS公司的SAF7113H。SAF7113H是一款低電壓、低功耗、小體積的視頻解碼芯片，支持NTSC，PAL，SECAM制式的視頻輸入，輸出為8 b ITU-RBT．656 YCrCb 4：2：2的視頻數(shù)據(jù)流。SAF7113H可以通過I2C接口配置內(nèi)部寄存器，默認讀／寫地址為4BH／4AH，當(dāng)引腳HRTSO接地時，讀／寫地址為49H／48H。
視頻編碼芯片采用ADV7179，支持NTSC制式和PAL制式視頻編碼。DM642通過I2C接口配置編碼芯片ADV7179內(nèi)部寄存器，ADV7179的設(shè)備地址由ALSB引腳的狀態(tài)決定。本設(shè)計中，ALSB為低電平，讀／寫地址為55H／54H。