基于DSP的視頻采集存儲系統設計
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視頻采集系統在航天、工業(yè)等領(lǐng)域大量存在，隨著(zhù)多媒體技術(shù)的快速發(fā)展．對視頻采集及處理技術(shù)系統的性能提出更高的要求，如高采集速度、低功耗、信號連續平滑、延時(shí)小、實(shí)時(shí)性及擴展性等。TI公司推出的TMS320DM642器件很好地解決了上述問(wèn)題，其豐富的外圍接口及專(zhuān)用的視頻處理模塊使得其非常適合日益發(fā)展的視頻處理系統。這里，提出了以TMS320DM642為核心，由解碼器TVP5150為視頻輸入解碼處理器，與非門(mén)Flash為存儲器、LXT971為網(wǎng)絡(luò )傳輸器組成的集視頻采集、壓縮、存儲、網(wǎng)絡(luò )傳輸于一體的多功能視頻處理系統。
2 系統硬件設計
圖l給出系統硬件原理圖。TMS320DM642器件具有強大的處理能力和豐富的外部設備接口。滿(mǎn)足各種不同應用環(huán)境的控制與圖像輸出的需要。TMS320DM642在600 MHz的時(shí)鐘主頻下，數字處理能力可達到4 800MI／s，內部具有256 K字節的二級緩存結構：TMS320DM642具有4個(gè)可配置的視頻接口(VP0～VP3)，能提供與通用視頻編解碼器等數據流的無(wú)縫連接，支持ITU―BT．656等多個(gè)視頻標準；并具有多通道音頻接口(McASP)、10／100 Mb／s以太網(wǎng)介質(zhì)接入控制器(EMAC)，以適應網(wǎng)絡(luò )和多媒體的需要，其片內64位的EMIF(Eixtemal Memoryr Interface)接口可以與SDRAM、Flash等存儲器件無(wú)縫連接，極大方便大量數據的搬移。
多功能視頻處理系統中CCD攝像頭將采集到的PAL制式的圖像信號通過(guò)視頻解碼器TVP5150轉換成8 bit的ITUBT．656格式的數字視頻信號，同時(shí)將相應的同步信息，比如行、場(chǎng)同步信號等，打包成內嵌同步頭信號送入TMS320DM642的VP0接口模塊．再通過(guò)TMS320DM642的內部集成外設將分離后的數字視頻信號通過(guò)EDMA送入SDRAM中，由DSP直接處理。TMS320DM642的CLOCK使用50 MHz的外部時(shí)鐘網(wǎng)絡(luò )和12倍的片內鎖相環(huán)倍頻系數，將DSP的主頻配置為600 MHz。由于視頻采集系統的數據存儲量大，計算復雜。系統在TMS320DM642的CEO空間通過(guò)EMIFA接口外擴了2片SDRAM存儲器，頻率為133 MHz，由外部ECLKIN外接PLL(Phase Locked Loop)產(chǎn)生133 MHz時(shí)鐘，使系統的SDRAM存儲空間達到32 MB。
TMS320DM642的Boot為EMIFA方式，系統在CEl空間外擴了一片Flash AM29LV320存儲器作為程序存儲器，當TMS320DM642上電或復位啟動(dòng)時(shí)，自動(dòng)從AM29LV320上加載程序代碼。另外系統在CEl空間外擴了一片NAND FlashK9 K8G08130M用來(lái)存儲處理后的視頻數據。同時(shí)系統采用Ahera公司的CPLD EPM3064ATCl00，管理系統內的控制信號，包括測試信號、復位信號、使能及中斷信號、同步控制信號等，以及對TMS32013M642的部分地址空間的管理，CPLD還預留了部分引腳用于系統功能的擴展。同時(shí)TMS320DM642內部集成了以太網(wǎng)控制器外設，在外部只需外擴PHY物理層器件LXT971就可為系統構建一條100 Mb／s的高速以太網(wǎng)接口，使系統具有了網(wǎng)絡(luò )傳輸的功能。
3 主要模塊數據處理
3．1 TMS320DM642數據處理模塊的工作流程
TMS320DM642的工作流程如圖2所示。上電后，首先初始化DSP的CSL庫函數，然后初始化PLL、GPIO及相關(guān)中斷寄存器，等待中斷信號的來(lái)臨。采集模塊中CPLD控制A／D轉換器寫(xiě)FIF0，FIF0半滿(mǎn)時(shí)，通過(guò)HF信號通知CPLD，CPLD對TMS320DM642產(chǎn)生一個(gè)中斷信號，通知DSP將讀取的一幀圖像數據讀入到內存(SDRAM)中，DSP處理過(guò)的數據寫(xiě)入DSP內軟FIF0，判斷寫(xiě)外部接口滿(mǎn)足條件后，軟FIFO內數據可通過(guò)以太網(wǎng)，串口等接口輸出。視頻信號經(jīng)解碼器轉換成數字信號傳送到DSP的專(zhuān)用數字視頻接口。DSP將采集的信號放到一個(gè)臨時(shí)的緩沖空間里，緩沖空間滿(mǎn)后，觸發(fā)中斷。DSP接收到中斷后將緩沖空間里的數據放到圖像緩存(SDRAM)中。DSP處理數據后，將處理后的數據寫(xiě)入圖像輸出緩存(SDRAM)。如果寫(xiě)外部接口條件滿(mǎn)足，DSP即將處理后的數據從輸出緩存中讀出，然后經(jīng)以太網(wǎng)或串口輸出。
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