基于TMS320DM642的視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.4 I2C總線模塊

集成有I2C總線接口，用于與I2C總線外設(shè)通信。本設(shè)計(jì)中TMS320DM642就是通過(guò)I2C總線模塊對(duì)、SAA7121進(jìn)行配置的。由于需要對(duì)4個(gè)TVP5150進(jìn)行不同的配置，而TVP5150只有兩種I2C地址，所以一路I2C總線是無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)4路TVP5150的配置的。

如圖6所示，采用信號(hào)分離器SN74CBT3257將I2C總線信號(hào)分離成兩路，結(jié)合TVP5150的地址選擇信號(hào)，分別對(duì)4路TVP5150進(jìn)行配置。

2.5 視頻采集模塊

本設(shè)計(jì)中TMS320DM642的3個(gè)視頻口均采用了8位BT.656模式。其中VP0和VP1采用了單通道方式，VP2采用了雙通道方式。

視頻解碼芯片選用了TI公司生產(chǎn)的TVP5150芯片。該芯片是一款超低功耗的視頻解碼器，正常工作時(shí)功耗僅為115 mW，在省電模式下功耗不超過(guò)1 mW，它支持PAL/NTSC/SECAM制式的視頻信號(hào)。

視頻采集部分的電路連接如圖7所示，圖中只給出了1個(gè)TVP5150芯片與VP0口連接的示意圖，其他3個(gè)芯片的連接類似。

圖中TVP5150的AIP1A和AIP1B是2個(gè)模擬視頻輸入，支持2路CVBS模擬信號(hào)或者1路S-Video模擬信號(hào)。圖中的14.318 18 MHz時(shí)鐘由CY223 81芯片提供，RESET#信號(hào)由電源監(jiān)測(cè)模塊提供，數(shù)據(jù)輸出YOUT[7：0]與TMS320DM642的VP0[9：2]相連，SCLK引腳輸出的27MHz時(shí)鐘連接到TMS 320DM642的時(shí)鐘輸入引腳VP0CLK0，作為視頻回放時(shí)的同步時(shí)鐘使用，場(chǎng)消隱信號(hào)VBLK連接到TMS320DM642的VP0CTL0。

系統(tǒng)中使用了4片TVP5150來(lái)實(shí)現(xiàn)4路模擬視頻的輸入，TVP5150上與YOUT7復(fù)用的I2CSEL引腳通過(guò)接上拉或下拉電阻，可以進(jìn)行從地址的選擇(見(jiàn)表1)，這樣就可以將2個(gè)TVP5150芯片連接到同一組I2C總線上去。因此系統(tǒng)中用到了2組I2C總線，見(jiàn)I2C模塊。

2.6 視頻輸出模塊

本設(shè)計(jì)中使用TMS320DM643的VP0端口進(jìn)行視頻輸出。視頻編碼芯片選用Philips公司生產(chǎn)的SAA7121芯片。該芯片是一款數(shù)字PAL/NTSC編碼器，可將YUV數(shù)字化視頻數(shù)據(jù)同時(shí)編碼為NTSC/PAL制式的CVBS或S-video信號(hào)。系統(tǒng)的工作電壓為3.3 V，可以接收MPEG解碼數(shù)據(jù)，輸入數(shù)據(jù)要求符合Cb-Y-Cr順序的BT.656格式，每行720像素4：2：2 YUV復(fù)用數(shù)據(jù)。芯片包含1個(gè)同步時(shí)鐘發(fā)生器和3個(gè)分別針對(duì)Y、C和CVBS的DAC，支持400 kHz的I2C總線協(xié)議。視頻輸出模塊的電路連接如圖8所示。

TMS320DM642的VP0口向SAA7121的MP口輸出BT.656 4：2：2格式的數(shù)字視頻信號(hào)，經(jīng)過(guò)SAA7121芯片內(nèi)部數(shù)據(jù)管理器模塊分離出 Y信號(hào)和Cb、Cr信號(hào)，然后再送到相應(yīng)的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將數(shù)字視頻信號(hào)變換成模擬視頻信號(hào)，由CVBS(復(fù)合視頻信號(hào))或者Y、C(S-video信號(hào))引腳輸出。

2.7 時(shí)鐘模塊

本系統(tǒng)時(shí)鐘源選擇了50 MHz的高精度有源晶振。設(shè)計(jì)中TMS320DM642的CLKMODE1和CLKMODE0引腳分別接高電平和低電平，因此DSP倍頻因子設(shè)置成12，即TMS320DM642的工作主頻為50 MHz×12=600 MHz。另一方面，選擇了133 MHz的高精度有源晶振為EMIF接口擴(kuò)展SDRAM提供備用時(shí)鐘。設(shè)計(jì)中TMS320DM642的ECLKINSEL1和ECLKINSEL0引腳分別接高電平和低電平，采用1/6×CPU時(shí)鐘作為EMIF接口的同步時(shí)鐘。

3 硬件調(diào)試

3.1 電源模塊調(diào)試

焊接電源模塊芯片及外圍電路，輸入5 V電壓，測(cè)試3.3 V、1.8 V、1.4 V、4.1 V電壓輸出是否正常。上電后，檢查各電壓轉(zhuǎn)換芯片是否發(fā)熱，若發(fā)熱則立即斷開(kāi)電源進(jìn)行檢查。

3.2 最小系統(tǒng)調(diào)試

在板上焊接TMS320DM642、SDRAM、FLASH、JTAG接口及各模塊電路外圍元件。仔細(xì)檢查有無(wú)短路、斷路、虛焊、漏焊、假焊等情況，無(wú)問(wèn)題后上電，測(cè)量各芯片工作電壓是否正常，用示波器測(cè)量各模塊的工作時(shí)鐘是否正常。利用JTAG口將硬件與計(jì)算機(jī)相連，配置好控制寄存器后，測(cè)試SDRAM讀寫(xiě)功能是否正常，F(xiàn)LASH擦寫(xiě)功能是否正常。如果工作不正常，檢查時(shí)序信號(hào)、硬件連接等情況。

3.3 視頻輸入輸出調(diào)試

焊接TVP5150、SAA7121及外圍相關(guān)元器件。測(cè)量各模塊的工作時(shí)鐘是否正常。利用TI公司提供的測(cè)試程序，測(cè)試系統(tǒng)能否正常地接收4路視頻并輸出視頻。

結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)充分利用DSP的高處理速度、大數(shù)據(jù)量處理能力的特點(diǎn)，結(jié)合編解碼芯片，實(shí)現(xiàn)視頻的快速多路輸入與輸出。擴(kuò)展大容量的SDRAM利用TMS320DM642自身的EDMA，可以輕松地實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)量的存儲(chǔ)與轉(zhuǎn)移，方便對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行圖像處理等操作。