基于LPC2378和MAX4357的視頻矩陣

機場(chǎng)是航空客運、航空貨運、郵政、快件等航空業(yè)務(wù)的中心，是航空網(wǎng)絡(luò )的輻射點(diǎn)甚至是輻射中心，機場(chǎng)的任何安全隱患都可能導致災難性的嚴重后果，帶來(lái)巨大的經(jīng)濟損失，因此機場(chǎng)的安全監控是十分重要的。

由于機場(chǎng)地域范圍廣，人流量大，物流量大，運輸生產(chǎn)繁忙，大型的視頻監控系統在機場(chǎng)安全監控中發(fā)揮著(zhù)重要的作用。在機場(chǎng)大型視頻監控系統中，由于監控點(diǎn)眾多，使用攝像機數量大，需要監控的視頻圖像也很多，監控中心的監視器與現場(chǎng)攝像機的數量比一般為1:5～1:10，故視頻矩陣切換設備具有十分重要的作用。

目前，國內使用的視頻矩陣切換系統一般規模較小，并且大多數通過(guò)RS232串口連接的鍵盤(pán)來(lái)控制切換，實(shí)施遠程操控很繁瑣。為此，本設計采用恩智浦公司（NXP）基于ARM7的微控制器LPC2378與美信公司（MAXIM）視頻矩陣切換芯片MAX4357構成嵌入式系統，在μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系統的支持下，實(shí)現了具有以太網(wǎng)接口的128路視頻輸入、16路視頻輸出的視頻矩陣。這樣，操作人員可以很直觀(guān)地使用可視化的上位機，通過(guò)以太網(wǎng)對視頻進(jìn)行切換。在上位應用軟件的支持下，該系統具有自動(dòng)，循環(huán)切換視頻的功能，并且可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )通信的方式，在遠端對各攝像機的云臺實(shí)施操作。

LPC2378的特性
LPC2378包含了10/100 Ethernet MAC、USB 2.0全速接口、4個(gè)UART、2路CAN通道、1個(gè)SPI接口、2個(gè)同步串行端口（SSP）、3個(gè)I2C接口、1個(gè)I2S接口、MiniBus、4個(gè)通用定時(shí)器、10位A/D轉換器、RTC、看門(mén)狗和104個(gè)通用I/O管腳。 LPC2378的特性如下：

（1）ARM7TDMI-S處理器，可在高達72MHz的工作頻率下運行；

（2）高達512KB的片內Flash程序存儲器，具有在系統編程（ISP）和在應用編程（IAP）功能。

（3）ARM局部總線(xiàn)上有高達32KB的SRAM，可以進(jìn)行高性能的CPU訪(fǎng)問(wèn)；

（4）以太網(wǎng)接口的16KB靜態(tài)RAM。也可用作通用SRAM；

（5）USB接口的8KB靜態(tài)RAM。也可用作通用SRAM；

（6）兩個(gè)AHB系統，可以同步進(jìn)行Ethernet DMA，USB DMA以及從片內Flash執行程序的操作，在這些功能中不會(huì )產(chǎn)生競爭。

（7）外部存儲器控制器支持諸如Flash和SRAM的靜態(tài)設備。8位數據/16位地址并行的總線(xiàn)僅可在LPC2378中使用。

（8）先進(jìn)的向量中斷控制器，支持多達32個(gè)向量中斷。

（9）通用AHB DMA控制器（GPDMA）能夠與SSP串行接口、I2S端口和SD/MMC卡端口共用，也可用于存儲器到存儲器的傳輸。

LPC2378內部集成的Ethernet控制器使用RMII接口與外圍電路PHY芯片（如DM9161A）進(jìn)行通信，從而易于實(shí)現以太網(wǎng)通信功能。

MAX4357的功能特點(diǎn)
MAX4357是美信公司的32路輸入16路輸出的視頻矩陣切換芯片，所有的輸入和輸出都具有緩存。所有的輸出引腳都能驅動(dòng)標準的75Ω視頻負載，其結構框圖如圖1所示。

圖1 MAX4357結構框圖

MAX4357具有由512個(gè)獨立的電子開(kāi)關(guān)構成的開(kāi)關(guān)矩陣，可以使其32路視頻輸入16路視頻輸出。這個(gè)矩陣切換是100%非阻塞的，通過(guò)一個(gè)SPI/QSPI兼容的三線(xiàn)接口寫(xiě)入控制系列字，可以使能任意一路輸入和任意一路輸出連接，每一個(gè)輸出可以和32路模擬輸入信號中的任意一路連接，任意一路輸入可以沒(méi)有信號衰減的連通所有的16路輸出。