大型儀器設備遠程視頻監控系統的硬件設計
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2 主從處理器接口設計
在使用ARM和DSP的嵌入式系統設計中，如何高效方便地實(shí)現ARM控制器和DSP之間的數據通信是很重要的一部分。
PCI總線(xiàn)即外圍部件互聯(lián)總線(xiàn)，是先進(jìn)的高性能32／64位地址數據復用局部總線(xiàn)，可同時(shí)支持多組外圍設備。PCI局部總線(xiàn)不受制于處理器，為中央處理器及高速外圍設備提供一座橋梁。PCI總線(xiàn)的運行速度快，它采取總線(xiàn)主控的方式來(lái)加速執行高吞吐量、高優(yōu)先級的任務(wù)。P CI總線(xiàn)的存取延遲時(shí)間極小，它獨特的同步操作功能可以保證處理器能與總線(xiàn)主控同時(shí)操作而不必等待后者的完成。另外，PCI總線(xiàn)還具有可擴展性強和支持線(xiàn)性突發(fā)傳輸等特點(diǎn)。
很多DSP芯片采用HPI口來(lái)與外部總線(xiàn)進(jìn)行通信，如果要和CPU進(jìn)行通信，則一般要通過(guò)增加PCI總線(xiàn)控制芯片來(lái)實(shí)現。而SPCT6100內部已經(jīng)集成了PCI總線(xiàn)接口，通過(guò)PCI總線(xiàn)接口能夠對比特流數據進(jìn)行編碼，并實(shí)現與NUC960主處理器單元的無(wú)縫對接。SPCT6100的PCI總線(xiàn)上32位地址／數據復用引腳及其他大部分控制引腳與NUC960的相應引腳可以直接相連。
3 系統硬件設計與實(shí)現
3．1 電源模塊
在本系統中，ARM處理器NUC960需要兩種電壓，一種是1．8 V的內核電壓，另一種是3．3 V的I／O電壓；而DSP處理器SPCT6100需要3種電壓，即1．2 V的內核電壓、2．5 V的DDR驅動(dòng)電壓和3．3 V的I／O電壓。然而，在外圍設備中，許多器件還要求5 V供電，例如USB接口和電流檢測電路等。因此，為了便于電源管理，本系統采用5 V電源輸入。由于輸入電壓和輸出電壓之間的壓差并不接近，如果采用LDO型線(xiàn)性穩壓器作為輸入端電源芯片，則功率消耗較大，并不合適。本系統采用TPS54386作為輸入端電源芯片，經(jīng)過(guò)外接合適的電感和濾波電容能夠同時(shí)得到3．3 V和1．8 V兩種電壓。TPS54386是DCDC轉換芯片，其輸出電流可以高達3 A，且工作效率高，工作狀態(tài)穩定，能夠適合本系統的要求。另外，可以使用LDO型電源芯片來(lái)實(shí)現3．3 V到2．5 V和1．8 V到1．2 V的電平轉換。
3．2 存儲器模塊
NUC960內部的程序存儲器和數據存儲器是無(wú)法滿(mǎn)足系統運行要求的，為了滿(mǎn)足設計目標的需要，本系統擴展了Flash和SDRAM兩種存儲器。
NOR Flash是Flash的一種，它的寫(xiě)入和擦除速度較慢，但隨機讀取速度快。NOR Flash帶有SRAM接口，有足夠的地址引腳來(lái)尋址，可以很容易地存取其內部的每一個(gè)字節。NOR Flash最大的特點(diǎn)是芯片內執行，這樣應用程序可以直接在Flash內運行，不必再把代碼讀到系統RAM中。本系統所用的NOR Flash容量為2 Mx16 bits，用來(lái)存放系統啟動(dòng)代碼、操作系統內核和文件系統。由于NUC960自身EBI接口支持擴展Flash，因此電路相對比較簡(jiǎn)單。
和Flash不同，SDRAM不具有掉電保持數據的特性，但可讀可寫(xiě)，且存取數據的速度很快，因此SDRAM在系統中主要用作程序的運行空間、數據及堆棧區。為了充分發(fā)揮32位CPU的數據處理能力，本系統采用兩片16位數據寬度的SDRAM并聯(lián)構建32位的存儲器系統，其中一片作為高16位，另一片作為低16位，兩片SDRAM均與NUC960的EBI總線(xiàn)連接，可滿(mǎn)足系統相對復雜的運行要求，電路如圖2所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/149454.htm
3．3 A／D轉換電路
本系統使用CCD攝像頭進(jìn)行視頻信號的采集，CCD攝像頭的成像分辨率較CMOS攝像頭更為清晰。通過(guò)CCD采集到的視頻模擬量信號經(jīng)過(guò)BNC(同軸電纜卡環(huán)形接口)送入A／D轉換芯片進(jìn)行處理。
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