DM642開(kāi)發(fā)與應用

l 硬件設計
本文介紹一種基于TMS320DM642 DSP的視頻采集設計方案。其操作系統、通信協(xié)議、網(wǎng)絡(luò )協(xié)議、音視頻處理軟件均在一顆TMS320DM642上實(shí)現，降低了開(kāi)發(fā)的難度。
TMS320DM642芯片簡(jiǎn)介：
TI公司的TMS320DM642(以下簡(jiǎn)稱(chēng)DM642)是一款專(zhuān)門(mén)面向多媒體應用的專(zhuān)用DSP。該DSP時(shí)鐘高達600MHz，8個(gè)并行運算單元，處理能力達4800MIPS；采用二級緩存結構；具有64位外接存儲器接口；兼容IEEE―1149．1(JTAG)邊界掃描；為了面向多媒體應用，還集成了3個(gè)可配置的視頻端口、面向音頻應用的McASP(Multi Channel AudioSerial Pott)、10／100Mb／s的以太網(wǎng)MAC等外設。鑒于DM642的上述優(yōu)點(diǎn)，本網(wǎng)系視頻處理機統以DM642為核心，完成音視頻信號的實(shí)時(shí)采集、壓縮及傳輸功能。

系統電路組成如圖1所示。從視頻處理機的視頻信號和從麥克風(fēng)輸入的音頻信號經(jīng)采集、A／D轉換為數字信號后送入DSP。DSP在信源處對音視頻信號進(jìn)行壓縮編碼和合流，然后通過(guò)局域網(wǎng)或因特網(wǎng)將數據傳輸給視頻監控中心。監控中心可同時(shí)監視多個(gè)現場(chǎng)，接收或發(fā)送報警信號，并根據需要通過(guò)異步串行總線(xiàn)RS-485實(shí)時(shí)控制，調整攝像頭的方向和位置。
1．1 視頻采集電路
本系統采用的視頻解碼芯片是Philips公司的SAA7115。從模擬視頻輸入口輸入的全電視信號在SAA7115內部經(jīng)過(guò)鉗位、抗混疊濾波、A／D轉換、YUV分離電路之后，在YUV到YCrCb的轉換電路中轉換成BT．656視頻數據流，輸入到壓縮核心單元DM642中。DM642的3個(gè)視頻口VP0、VP1、VP2與視頻編解碼芯片相接。在本系統中，只有一路視頻輸入，故VP1、VP2端口，VP0通道配置為8位BT．656視頻輸入口。視頻數據的行／場(chǎng)同步信號包含在BT．656數字視頻數據流的EAV(end ofactive video)和SAV(start of active video)時(shí)基信號中，視頻口只需視頻采樣時(shí)鐘和采樣使能信號即可。SAA7115內部寄存器參數的配置和狀態(tài)的讀出通過(guò)I2C總線(xiàn)進(jìn)行。視頻接口的原理如圖2所示。

1．2 視頻編碼電路
本系統采用的視頻編碼芯片是Philips公司的SAA7105H。DM642的視頻口2用來(lái)驅動(dòng)視頻編碼器，視頻信號經(jīng)過(guò)FPGA芯片，連到視頻編碼芯片PhilipsSAA7105H。FPGA用于擴展屏幕顯示功能。視頻輸出信號支持RGB，高清晰度視頻，PAL/NTSC復合視頻和s端子視頻信號。通過(guò)DM642的I2C總線(xiàn)對的內部寄存器編程實(shí)現不同輸出。
1．3 音頻輸入／輸出電路

本系統采用TI的高性能立體聲編解碼器TLV320AIC23(以下簡(jiǎn)稱(chēng)AIC23)實(shí)現音頻信號的采集和播放。AIC23與DM642的I／0電壓兼容，可以實(shí)現與DM642的McASP接口無(wú)縫連接。在本系統中，AIC23工作于主模式，左右聲道的采樣字寬均為16bit。數據接口為DSP mode模式。通過(guò)I2C總線(xiàn)設置內部寄存器的工作參數和反饋狀態(tài)信息。
因為網(wǎng)絡(luò )傳輸的固有特點(diǎn)，音頻數據和視頻數據從網(wǎng)絡(luò )攝像機端到達監控中心不可能是均勻的，如果網(wǎng)絡(luò )攝像機端不做任何糾正處理，則很難保證音視頻的同步輸出。為了實(shí)現音頻和視頻的采樣同步，本文利用鎖相環(huán)PLLl708，從SAA7115的LLC引腳輸出27MHz時(shí)鐘，經(jīng)PLLl708產(chǎn)生AIC23的主時(shí)鐘MCLK。由于音視頻采樣信號采用同一個(gè)時(shí)鐘源，就不會(huì )出現音視頻不同步的問(wèn)題。PLLl708的SCKO3引腳輸出默認時(shí)鐘頻率18．433MHz，作為AIC23的輸入主時(shí)鐘MCLK。AIC23內部采用的時(shí)鐘可通過(guò)設置寄存器由主時(shí)鐘MCLK分頻得到如圖3。