廣電安防監控系統中視頻編解碼卡的設計與實(shí)現
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編碼卡的系統框圖如圖1所示，PCB圖如圖2所示。VW2010作為該系統的核心，通過(guò)PCI總線(xiàn)和主機連接，主要接收從主機送來(lái)的對VW2010的初始配置數據和實(shí)時(shí)控制信息，同時(shí)VW2010壓縮后的MPEG-4視頻流、音頻流也通過(guò)PCI總線(xiàn)送到主機。VW2010通過(guò)I2C總線(xiàn)控制各個(gè)音視頻A／D，對其內部寄存器進(jìn)行初始化配置。
模擬音頻和視頻信號經(jīng)音視頻A／D采樣編碼后，音頻信號成為I2S格式的數據進(jìn)入VW2010，視頻信號成為8位并行的ITU-R BT．656格式的數據進(jìn)入VW2010，VW2010根據編程設定從主機傳來(lái)的編碼格式和工作方式對音視頻進(jìn)行同步并壓縮后得到MPEG-4數據送到主機。除了MPEG-4編碼芯片VW2010外，在設計中還必須選定視頻A／D芯片、音頻A／D芯片、內存SDRAM芯片、電源芯片、電阻電容等分離元件等。
視頻A／D芯片：選用Philips的SAA7115，該芯片有6路模擬視頻信號輸入(如6路復合視頻或者2路S端子和2個(gè)復合視頻，1個(gè)S端子4個(gè)復合視頻輸入)，兩個(gè)9位的模數轉換器，輸入視頻信號的選擇可通過(guò)I2C,總線(xiàn)對內部寄存器進(jìn)行設置來(lái)實(shí)現?？蓪Ω鞣NPAL信號和NTSC、SECAM信號進(jìn)行自動(dòng)識別并模數轉換解碼為ITU-RBT．60l、ITU-R BT．656格式的視頻數據。為了對復合視頻信號亮度和色度進(jìn)行更好的分離，芯片具有自適應梳狀濾波器。還可解碼視頻VBI數據。它是一款相對中高端的視頻A／D芯片。
音頻A／D芯片：音頻A／D芯片選用Philips的UDAl342TS，該芯片具有4通道模數轉換器(ADC)和2通道數模轉換器(DAC)。具有低電壓和低功耗的特點(diǎn)，支持24位I2S數據格式，可通過(guò)I2C總線(xiàn)對其進(jìn)行控制。雖然該芯片同時(shí)具有A／D和D／A功能，但是當A／D和D／A同時(shí)工作時(shí)，音頻采樣率必須相同，由于這個(gè)原因，本設計只用了它的A／D：功能，而D／A則選用CS4331-KS。該芯片是一個(gè)完全的立體聲模數轉換器，輸入I2S格式的音頻數據，輸出左右立體聲，具有96dB的動(dòng)態(tài)范圍、24位轉換、5V電源供電、封裝小，僅有8個(gè)管腳。
內存芯片：VW2010在進(jìn)行編解碼的時(shí)候，需要對視頻數據進(jìn)行存取，因此編解碼時(shí)各需要4～8MB內存。本設計選用MT48LC2M3282芯片。
電源芯片：此系統中需要用到3．3V和1．8V電源，PCI總線(xiàn)上5V的電源需要進(jìn)行轉換?？紤]到各個(gè)芯片的功耗和電源效率，電源散熱等問(wèn)題，采用開(kāi)關(guān)電源LM2596作為電源芯片。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/166671.htm
2 MPEG-4解碼卡的設計和實(shí)現
解碼就是編碼的逆過(guò)程，解壓卡的原理框圖如圖3所示，PCB圖如圖4所示。VW2010是解壓卡的核心處理芯片，待處理的MPEG流數據通過(guò)芯片內部集成的PCI接口輸入。除了完成MPEG解壓縮外，VW2010還提供對音頻ADC芯片的控制(通過(guò)I2C總線(xiàn))。VW2010對MPEG流數據進(jìn)行解壓縮處理，產(chǎn)生標準的ITU-656數字視頻信號和標準的I2S數字音頻信號；產(chǎn)生的ITU-656數字視頻信號直接送到實(shí)時(shí)監視子系統進(jìn)行畫(huà)面分割處理；產(chǎn)生的I2S數字音頻信號通過(guò)音頻DAC電路，產(chǎn)生模擬音頻信號，模擬音頻信號經(jīng)過(guò)輸出處理后直接送到實(shí)時(shí)監視子系統音頻選擇子模塊選擇輸出。
視頻D／A芯片選用Philips的SAA7121，該芯片可對ITU-R BT．656格式的視頻數據進(jìn)行編碼為復合視頻和S端子的視頻信號。它有三個(gè)10位精度的ADC，一個(gè)ADC輸出復合視頻信號(CVBS)，另兩個(gè)分別輸出S端子的亮度(Y)和色度(C)信號。芯片的初始化通過(guò)I2C,總線(xiàn)進(jìn)行設置。音頻D／A則選用CS4331-KS。該芯片是一個(gè)完全的立體聲ADC，輸入I2S格式的音頻數據，輸出左右立體聲，具有96dB的動(dòng)態(tài)范圍、24位轉換、5V電源供電，封裝小，僅有8個(gè)管腳。需要說(shuō)明的是：其實(shí)音頻A／D芯片Philips的UDAl342TS同時(shí)也具有D／A功能，但是當A／D和D／A同時(shí)工作時(shí)，音頻采樣率必須相同，由于這個(gè)原因我們選擇CS4331-KS。
該編解碼卡在實(shí)際使用的系統搭建中有非常靈活的選擇，因為是PCI接口結構可以和嵌入式通信平臺、PC平臺、工控機等多種平臺組合。既可以進(jìn)行本地存儲，又可以進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )傳輸。編解碼卡分離的設計可以有效地降低成本，既可以編碼結束上傳網(wǎng)絡(luò )后在網(wǎng)絡(luò )遠端接入解碼器，然后恢復出模擬信號直接接入監視器顯示，這樣在監控中心可以與先前模塊監控系統中的監視器、電視墻相連，無(wú)需PC機參與，達到無(wú)縫升級的要求，又可以在網(wǎng)絡(luò )遠端直接接入PC機對MPEG-4進(jìn)行軟解碼。在實(shí)際應用中取得了很好的效果，需要改進(jìn)的是上層圖像管理軟件的應用與開(kāi)發(fā)。
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