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基于DM6446的視頻編碼器的硬件設計
作者：
時(shí)間：2011-09-20
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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DM6446是雙核架構，在DM6446中ARM核和DSP核相互之間的通信主要是通過(guò)中斷來(lái)實(shí)現。DSP完成數據采集壓縮處理等工作，ARM處理器的作用是配置和控制整個(gè)系統的工作，包括：DSP子系統、VPSS子系統、大部分的外設以及片外存儲器，并且對壓縮后數據進(jìn)行TCP／IP打包及進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )傳輸，此外還負責系統資源調度以及對外部設備的控制(云臺鏡頭等)。
系統工作流程：系統完成上電或者復位后，根據配置模式從Flash存儲器加載程序，完成對芯片的初始化和對外圍設備的初始配置，模擬視頻信號經(jīng)過(guò)TVP5150轉換為BT656數字視頻信號后，傳入DM6446的視頻通道(VFPE)，內嵌DSP對數字視頻信號進(jìn)行編碼壓縮后，內嵌ARM對壓縮后數據進(jìn)行打包，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò )接口進(jìn)行傳輸。
2 模塊設計
2．1 視頻輸入部分
系統選用一款高性能視頻解碼芯片TVP5150將模擬CVBS視頻信號轉換為BT．656數字視頻信號，在視頻輸入端外接了2片TVP5150。TVP51 50時(shí)鐘源為14．318 18 MHz晶振，數字和模擬輸入電壓為1．8 V，IO口電壓為3．3 V；PCLK／SCLK腳時(shí)鐘信號可輸出13．5MHz和27MHz兩種頻率。模擬信號經(jīng)過(guò)TVP5150鉗位、抗混疊濾波、A／D轉換后，經(jīng)過(guò)配置，從YOUT[0：7]輸出YUV422 BT．656視頻格式的數據流，輸入到DM6446的VPFE中，VPFE由CCD控制器、Preview引擎單元、H3A、縮放(Resizer)單元、以及柱狀統計圖功能單元組成，對輸入視頻數據進(jìn)行前端處理，系統把VPFE配置為YUV的數據格式。
2．2 存儲部分
在DM6446中，有幾種形式的外部存儲器接口，DDR2存儲控制器與DDR2 SDRAM連接，系統采用2片16位的MT47H64M16BT并聯(lián)，存儲空間達到256 MB，為系統提供緩存。在VPFE處理后，輸出到DDR中的數據在存放時(shí)每個(gè)像素點(diǎn)占用16 bit的長(cháng)度，每個(gè)像素占2個(gè)字節，連續地存
放在內存單元中，如果像素的位寬不足16 bit，多余的高位會(huì )填充0。系統運行代碼、圖像數據臨時(shí)搬移、壓縮處理的中間數據等都要使用DDR2存儲器。系統在CS2存儲空間中映射64 MB的NANDFlash，用于存儲Linux內核操作系統和內核引導程序。
2．3 接口部分
系統通過(guò)串口收發(fā)器MAX485設計了與外設通信接口模塊RS-485，用于對外部設備進(jìn)行控制(如云臺鏡頭控制等)。
系統含有1路10／100 M網(wǎng)絡(luò )接口，DM6446內帶MAC控制器，在EMAC接口外接1片以太網(wǎng)PHY芯片，PHY采用RTL8201，RTL8201與DM365的MII接口相連，DM6446通過(guò)MDIO接口實(shí)現對RTL8201寄存器的配置及控制，其他握手信號依次連接，通過(guò)上拉下拉電阻對RTL8201進(jìn)行適當的配置(設置PHY地址等)，RTL8201在上電初導入這些配置信息，并進(jìn)行相應的工作。在RTL8201的時(shí)鐘接口外接1個(gè)25 M晶體，作為RTL8201的時(shí)鐘源。RTL8201外接網(wǎng)絡(luò )變壓器，進(jìn)行信號隔離，通過(guò)RJ45連接到網(wǎng)絡(luò )，與外界實(shí)現數據交換。
DM6446片上集成了USB控制器，可以通過(guò)ARM端對控制存儲映射寄存器進(jìn)行操作，通過(guò)USB接口可以外接很多USB設備，為系統預留了外設擴展口，用來(lái)實(shí)現附加功能。
系統通過(guò)GPIO提供2路開(kāi)關(guān)量報警輸入和2路開(kāi)關(guān)量報警輸出。報警輸入通過(guò)隔離光藕來(lái)實(shí)現，當有報警信號輸入信號時(shí)，光藕導通，輸出低電平至DM6446 GPIO，當沒(méi)有報警信號輸入時(shí)，光藕截止，輸出高電平至DM6446 GPIO，DM6446通過(guò)檢測GPIO電平來(lái)判斷報警輸入信號的有無(wú)。報警輸出通過(guò)控制繼電器的開(kāi)合來(lái)實(shí)現。
2．4 電源模塊
系統電源分為+5、+3．3、+1．8+1．2 V，輸入電源為+5 V，其余電壓均由+5 V電源轉換得到。其中+1．2 V提供DM6446內核電壓，+1．8 V為DM6446的I／O以及DDR2內存供電，+3．3 V給大部分的外設供電。+1．2 V的內核電壓和+3．3 V的外設供電電壓由TPS75003得到，TPS62040提供+1．8 V電壓輸出。本設計采用MAX706對系統進(jìn)行復位。
3 結論
通過(guò)ITU-T視頻測試序列NEWS(150幀)對系統進(jìn)行了科學(xué)的測試，測試環(huán)境：Panasonic筆記本一臺(配置Intelpentium processor 1．1 GHz，1 G內存，操作系統Windows XP，80 G硬盤(pán))。當碼率為372 kb／s時(shí)，PSNR為39．18 dB，編碼效率合理，符合設計初衷。
本文有效地利用DM6446設計了嵌入式視頻處理最小系統，完全滿(mǎn)足視頻壓縮編碼的功能需求。系統運行于Linux操作系統，具有實(shí)時(shí)性好、通訊速率快、圖象質(zhì)量高、性能穩定、價(jià)格便宜、防病毒等特點(diǎn)。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/166043.htm
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