基于GM8180的嵌入式視頻服務(wù)器設計

摘要：詳細介紹了一種基于臺灣智原科技公司GM8180芯片的嵌入式視頻服務(wù)器設計。描述了該服務(wù)器的結構和功能，對系統的各個(gè)組成模塊進(jìn)行了分析和介紹，如視頻采集模塊、音頻輸入和輸出模塊、以太網(wǎng)模塊等。在軟件方面，對RTSP流媒體服務(wù)器軟件架構和視頻采集、編碼的流程進(jìn)行了說(shuō)明。系統采用H．264視頻編碼技術(shù)，單芯片即可實(shí)現2路D1的H．264實(shí)時(shí)編碼以及多用戶(hù)的實(shí)時(shí)流媒體服務(wù)。
關(guān)鍵詞：視頻監控；視頻服務(wù)器；GM8180；H．264；RTSP

引言
嵌入式網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器可將前端采集的視頻信號壓縮編碼后，通過(guò)IP網(wǎng)絡(luò )傳送到終端進(jìn)行顯示或記錄。與傳統的模擬閉路視頻監控系統相比，由于采用IP網(wǎng)絡(luò )來(lái)傳輸數字視頻信號，擺脫了模擬信號線(xiàn)路衰減的距離限制，實(shí)現遠程監控。
目前流行的構建嵌入式網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器的方案有ARM+DSP和ASIC兩種。前者以TI公司和ADI公司為代表，其優(yōu)點(diǎn)在于具有很大的靈活性。利用DSP強大的計算能力，可以在前端嵌入式服務(wù)器中實(shí)現智能化和個(gè)性化的應用。但是由于A(yíng)RM+DSP方案涉及音視頻編解碼器的開(kāi)發(fā)，開(kāi)發(fā)成本大和開(kāi)發(fā)周期長(cháng)使其飽受詬病。相比之下，ASIC方案通常在單芯片上集成視頻編碼器，使得開(kāi)發(fā)人員能夠將精力集中在視頻服務(wù)器的設計當中，大大縮減了開(kāi)發(fā)成本和時(shí)間。本文介紹一種基于ASIC芯片GM8180的嵌入式網(wǎng)絡(luò )視頻服務(wù)器方案。

1 系統硬件結構
GM8180是由臺灣智原(Faraday)公司推出的一款高性能SoC芯片，片上包含了主頻高達500 MHz的ARM9核以及H．264編／解碼引擎、MPEG4編／解碼引擎。除此之外，GM8180還集成了DDR控制器、Flash／s靜態(tài)存儲控制器，以及支持2路8位ITU-R BT．656視頻采集控制器、USBOTG、MMC／SDC、IDE、I2C、SPI、I2S、AC97等。

系統框架如圖1所示，視頻服務(wù)器系統充分利用GM8180主芯片內帶有的兩路視頻采集通道，外接Phips公司的SAA7113H視頻解碼芯片實(shí)現2路CVBS視頻信號采集。視頻編碼直接使用片內集成的H．264編碼引擎進(jìn)行H．264視頻編碼壓縮，無(wú)需外接其他編碼芯片。音頻采集方面，GM8180直接與Wolfson公司的WM8731音頻編解碼芯片連接，實(shí)現音頻的采集和回放。在網(wǎng)絡(luò )方面，GM8180集成了以太網(wǎng)MAC控制器，外圍直接連接以太網(wǎng)物理接口芯片DM9161A，即可完成以太網(wǎng)功能。此外，系統還包括了實(shí)時(shí)時(shí)鐘、DDR、NOR Flash、電源模塊等。