主頁（http://www.by236.com）：基于DM642嵌入式無線視頻監控硬件設計 摘要:選用TMS320DM642作為系統CPU,并采用最新視頻編碼標準H.264壓縮算法,實現基于CDMA網絡傳輸的無線視頻監控和視頻數據存儲系統。文中詳細地描述了系統組成、結構和功能,對系統各個組成模塊進行了詳細分析和設計,主要包括視音頻輸入、CDMA傳輸串口、DE及USB通信等模塊,并針對DM642高速CPU,分析了系統設計中應注意的問題。 無線視頻監控系統是公安、交通、水利等行業的重要裝備,目前無線視頻傳輸設備主要采用微波方式,其致命弱點是傳輸距離短,有障礙物時傳輸距離大為減少,多年來一直沒有得到很好的解決。隨著運營商在國內大部分地區推出GRPS和CDMA1x公共無線數據網絡,通過公共無線數據網絡傳輸視頻已成為當今研究和應用的熱點,它能徹底解決微波方式的短距離問題。由于公共無線數據網絡的帶寬比較窄且不穩定,采用編碼效率不高的視頻壓縮算法(如H.263、MPEG-4等),傳輸效果不理想,無法滿足大多數監控場合的要求。H.264是JVT制定的最新視頻壓縮標準,比H.263和MPEG-4在同質量時碼流可低50%,同時支持無線網絡傳輸,但其運算復雜度也是H.263和MPEG-4的3-5倍,因此一般的CPU系統無法滿足要求。 TMS320DM642是TI最新推出的高性能數字媒體處理器,指令最高可達4800MIPS,可以滿足實時H.264編碼算法的要求。本文設計了基于TMS320DM642的嵌入式系統,采用H.264視頻編碼算法,成功的開發了基于CDMA傳輸的無線視頻監控系統。 1無線視頻監控系統構成 ①一路PAL/NTSC標準模擬視頻輸入,一路模擬音頻輸入;②采用CDMA接入方式將視頻數據通過網絡發送;③采用CF卡或硬盤對視頻進行本地存儲;④發送圖像和保存圖像的尺寸和幀率等參數可調;⑤可通過無線網絡進行遠程控制,并且要求低功耗。 1.2系統的總體設計
圖1視頻發送終端系統框圖 2無線視頻監控系統硬件設計 DM642處理器內部集成了TMS320C64X的DSP內核,在600MHz運行速度下,指令可達4800MIPS,由于其強大的運算能力,可以實現實時的H.264編解碼算法。 DM642內部集成了外部內存接口(EMIF)控制單元,通過20根地址線和64位數據總線可直接與外部的SDRAM、FLASH進行連接。本系統中由于采用100MHz的SDRAM,考慮到信號完整性,SDRAM直接與DM642連接,而FLASH通過總線加以驅動后加以連接。 2.2視頻輸入模塊 SAA7113H為9bit視頻解碼器,其內部有由視頻源選擇、反混疊濾波器和ADC組成的兩通道模擬預處理電路、增益控制、時鐘發生電路(CGC)、多標準數字解碼器、亮度飽和度控制電路等組成。它支持PAL、NATSC等多種視頻輸入格式,輸出支持標準的ITU.656YUV4∶2∶28bit格式,通過I2C總線進行控制,只需一個24.576MHz外部晶振,采用3.3V電源、具有小于0.5W的功耗。SAA7113H與DM642接口見圖2。
2.3音頻輸入輸出(CODEC)模塊 TLV320AIC23B是TI推出的一款高性能的立體聲音頻Codec芯片,內置耳機輸出放大器,支持MIC和LINEIN兩種輸入方式(二選一),且對輸入和輸出都具有可編程增益調節。AIC23B的模數轉換(ADCs)和數模轉換(DACs)部件高度集成在芯片內部,采用了先進的Sigma-delta過采樣技術,可以在8k到96k的頻率范圍內提供16bit、20bit、24bit和32bit的采樣,ADC和DAC的輸出信噪比分別可以達到90dB和100dB。AIC23B還具有很低的能耗,回放模式下功率僅為23mW。AIC23B與DM642接口見圖3。
圖3AIC23B與DM642接口 2.4CDMA無線傳輸串口模塊 TL16C752B是UART收發器,最高波特率可以達到3Mb/s(使用48MHz時鐘源時),其內部具有64byte發送/接收FIFO,接收FIFO的啟動和停止可通過軟件編程實現,支持多種波特率、多種串行數據格式。DM642與其連接采用EMIF控制,地址線A0～A2、數據線D0～D7、讀寫控制信號IOR/IOW與經過驅動的總線相連,而選通信號CSA/CSB由GAL產生。TL16C752B與Q2358C模塊之間通過MAX3243進行電平轉換連接。圖4給出一路串行接口連接方式。
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