基于TMS320DM365的高速網(wǎng)絡(luò )攝像機的設計

摘要：針對傳統網(wǎng)絡(luò )攝像機的結構復雜、效率低下以及昂貴的成本等問(wèn)題，提出了基于嵌入式Linux和達芬奇技術(shù)TMS320DM365處理器平臺的高速網(wǎng)絡(luò )攝像機系統的設計方案。通過(guò)時(shí)基于TMS320DM365的高速網(wǎng)絡(luò )攝像機進(jìn)行硬件軟件設計，從前端攝像頭采集視頻數據，通過(guò)Linux操作系統的V4L2編寫(xiě)驅動(dòng)程序從而實(shí)現視頻的采集。經(jīng)H．264壓縮算法對視頻數據進(jìn)行處理，最后通過(guò)RTP以及RTCP編碼后經(jīng)由100 M網(wǎng)口完成網(wǎng)絡(luò )傳輸。
關(guān)鍵詞：TMS320DM365；高速網(wǎng)絡(luò )攝像機；達芬奇技術(shù)；軟件硬件設計

多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò )與移動(dòng)通信的飛速發(fā)展激發(fā)了人們進(jìn)行視頻信息交流的需求。隨著(zhù)視頻監控系統逐步向數字化發(fā)展．開(kāi)發(fā)新一代基于計算機網(wǎng)絡(luò )以及多媒體壓縮算法的視頻監控系統成為行業(yè)的主流方向。然而隨著(zhù)視頻應用的迅速增加，開(kāi)發(fā)者往往需要花費很多時(shí)間來(lái)熟悉各種多媒體的標準，最終只能通過(guò)編寫(xiě)與改進(jìn)代碼來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)與改變。隨著(zhù)美國TI公司推出達芬奇(DaVinci)平臺后，這一切都在發(fā)生改變。

1 達芬奇技術(shù)的主要特點(diǎn)
達芬奇平臺是典型的基于共享存儲的嵌入式多處理(ARM，DSP，VICP，視頻前端和后端等)環(huán)境，支持的關(guān)鍵技術(shù)是片內實(shí)現了多通道的交換中心資源(Switch Central Resources，SCR)?；谄瑑萐CR，達芬奇平臺在片內多處理器之間形成了典型的C／S架構：計算能力強大的DSP可以作為服務(wù)器提供算法的實(shí)時(shí)計算服務(wù)；帶有JAVA處理能力的ARM9實(shí)現網(wǎng)絡(luò )，硬盤(pán)音視頻I／O等用戶(hù)界面。美國TI公司在達芬奇平臺上專(zhuān)門(mén)為音視頻編解碼(Codec)多媒體應用精心設計了系統框架，提供了豐富的系統程序接口SPI，應用程序接口A(yíng)PI以及視頻，圖像，話(huà)音和音頻千余種流媒體算法組件。他們與操作系統，中間件構成了一個(gè)應用系統的大部分內容，應用系統開(kāi)發(fā)團隊只需要將他們封裝成運行包，就能得到高可用性和高可靠性的產(chǎn)品。
達芬奇平臺的最大特點(diǎn)就是基于DSP與ARM的SOC芯片，和與之相關(guān)的相關(guān)軟件，如圖1所示。

對達芬奇平臺，硬件上給與雙核架構強有力的支持，在DSP端用DPS／BIOS來(lái)支持音／視頻算法的運行，在A(yíng)RM端用MontaVistaLinux(MV)來(lái)支持其對外設的管理。對于A(yíng)RM與DSP之間的數據交叉，則用Codec Engine和Codec Server來(lái)加以管理。達芬奇平臺的先進(jìn)性，對高端音／視頻系統來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是開(kāi)發(fā)平臺的最好選擇。

2 TMS320DM365介紹
TI公司的TMS320DM365是一款面向多媒體技術(shù)應用的高性能芯片。TM320DM365功能框圖如圖2所示。

內核方面TMS320DM365集成ARM926EJ-S.H.264協(xié)處理器(HDVICP)，MPEG4／JPEG協(xié)處理器(MJCP)，能以1080p格式與10幀／s的速度提供H．264編解碼功能，和以1080p格式與24幀／s的速度提供MPEG4編解碼功能，以及以720p格式與30幀／s的速度提供H．264或MPEG4編解碼功能。存儲方面擴展存儲器接口EMIFs包括1個(gè)16位256 M地址空間的DDR2和mDDR，以及1個(gè)16／8位的AEMIF，可擴展的類(lèi)型有8／16位NAND Flash，16Mb NOR Flash，SRAM，16位OneNAND等。其他外圍擴展控制器還包括16位HPI(Host-Port Interface)，2個(gè)MMC(Multimedia Card)／SD(Secure Digital)／SDIO接口，1個(gè)16位的WDT(Watch DogTimer)，5個(gè)SPI(Serial Port Interface)接口其中每個(gè)具有兩個(gè)片選，1個(gè)主／從I2C(Inter-Integrated Circuit)總線(xiàn)控制器，1個(gè)支持2．0USB OTG接口控制器等。