一種新的車(chē)載數字硬盤(pán)錄像機的設計方案

由于主/從DSP 各有2 路視頻輸入，所以總共可以實(shí)現4 路視頻輸入，但需要通過(guò)PCI進(jìn)行圖像數據交換，才能實(shí)現4 路圖像的現場(chǎng)顯示和資源合理分配。也就是主DSP 采集完視頻數據后必須通過(guò)DMA 寫(xiě)入從DSP 的內存，并通過(guò)中斷告知從DSP；而從DSP 采集完視頻數據后也必須通過(guò)中斷通知主DSP 讀取數據。這樣就可以實(shí)現4 畫(huà)面的現場(chǎng)顯示和4路雙碼流MPEG4 編碼設計，還可以減輕主DSP 的負擔，使主DSP 可以有更多的資源來(lái)實(shí)現增值應用，如廣告影片的播放，GPS 行車(chē)定位和網(wǎng)絡(luò )應用等。
三、軟件設計
本方案采用 Nexperia 平臺提供的pSOS 嵌入式操作系統，由于此操作系統是philips 提供的專(zhuān)用操作系統，有著(zhù)成熟的大規模應用，在PNX1700 上有很好的表現，如實(shí)時(shí)性、穩定性和擴展性等都不比其他的商業(yè)嵌入式操作系統差。程序分兩部分，一部分是從程序，比較簡(jiǎn)單，主要是4 路編碼的實(shí)現；另一部分是主程序的設計，比較復雜，主要實(shí)現傳輸編碼、文件存儲管理、回放和控制等。
圖 3 是從程序的軟件處理流程示意圖，從圖3 可以看出，從程序主要的工作就是實(shí)現視頻和音頻數據的編碼，其中2 路的圖像數據由主DSP 提供并通過(guò)PCI 中斷告知。由于PNX1700 支持4 通道立體聲采集，所以音頻數據可以本地采集。當編碼完成后，數據進(jìn)行必要的緩沖處理并發(fā)送中斷通知主DSP，主DSP 接收到中斷請求后主動(dòng)讀取并經(jīng)文件系統處理后完成存儲。

圖 4 是主DSP 程序的視頻流處理流程示意圖，從圖4 可以看出，主程序接收到視頻采集完成中斷后不但要進(jìn)行現場(chǎng)顯示，還要通過(guò)PCI 的DMA 寫(xiě)到從DSP 的內存，并發(fā)送中斷通知從DSP；如果是需要顯示從DSP 采集的圖像數據，還需要處理從DSP 的中斷請求，通過(guò)PCI 的DMA 讀取緩存在從DSP 內存的圖像數據，就可以實(shí)現任意單路或多畫(huà)面合成的現場(chǎng)顯示。如果需要雙碼流傳輸，則可以進(jìn)行編碼傳輸。

圖 5 是主DSP 程序錄像數據存儲和播放流程的示意圖。對于非車(chē)載應用，錄像數據經(jīng)過(guò)文件系統處理后就可以直接存儲到大容量硬盤(pán)。但由于車(chē)載環(huán)境存在強烈的震動(dòng)，不但讀寫(xiě)不可靠，還很容易損壞機械硬盤(pán)，所以本方案設計了一個(gè)獨特的停車(chē)自動(dòng)備份功能，也就是在行車(chē)過(guò)程中產(chǎn)生的錄像數據通過(guò)專(zhuān)用文件系統臨時(shí)保存在CF 卡中，當系統檢測到停車(chē)狀態(tài)時(shí)再喚醒硬盤(pán)并把CF 卡的錄像數據轉存到硬盤(pán)，這樣硬盤(pán)就不需要復雜和昂貴的避震系統，不管多差的路況都不會(huì )損害硬盤(pán)，可以輕松和可靠地實(shí)現行車(chē)錄像資料的長(cháng)時(shí)間保存，并可以大大提高錄像機的可靠性和穩定性，延長(cháng)硬盤(pán)的使用壽命。錄像資料可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò )和 USB 磁盤(pán)進(jìn)行備份，還可以用刻錄機刻錄以便長(cháng)期保存備查。
如果配套一個(gè)遠程網(wǎng)絡(luò )監控中心，則可以通過(guò)GPRS 等無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行遠程監控，構建一個(gè)完備的移動(dòng)設備監控網(wǎng)絡(luò )系統。
四、增值應用
針對車(chē)載應用市場(chǎng)，車(chē)載數字錄像機的增值應用有著(zhù)非常巨大的應用空間，比如廣告、影片、GPS 導航、GPRS 遠程傳輸和行車(chē)記錄（汽車(chē)黑匣子）等。本系統由于采用了雙DSP設計，有比較豐富的接口資源和DSP 資源，也就為增值應用提供了足夠的資源空間。特別是采用雙輸出設計，可以實(shí)現播放廣告影片和預覽/回放錄像資料互不影響。
五、總結
車(chē)載硬盤(pán)錄像機作為適合車(chē)輛的監控設備，隨著(zhù)社會(huì )認同度的增加和其功能的不斷完善，它的適用范圍將越來(lái)越廣，作用將越來(lái)越大。不僅在長(cháng)途大巴、公共汽車(chē)上將被廣泛的應用，而且在火車(chē)、船舶、救護車(chē)、消防車(chē)、公安交警用車(chē)、物資運輸車(chē)、旅行車(chē)、機關(guān)、學(xué)校、幼兒園等單位的接送專(zhuān)車(chē)上都有十分廣泛的用途。車(chē)載數字硬盤(pán)錄像機將為社會(huì )更加文明，生活更加安全起到十分重要的作用。
本文作者創(chuàng )新點(diǎn)：
1）基于兩顆高性能DSP，采用先進(jìn)的MPEG4 壓縮算法，通過(guò)PCI 組成四路實(shí)時(shí)雙碼流多功能車(chē)載數字硬盤(pán)錄像機。
2）行車(chē)時(shí)選用CF 卡為存儲設備，運用停車(chē)自動(dòng)備份的策略，這樣可避免在行車(chē)過(guò)程中使用機械硬盤(pán)，大大提高了車(chē)載數字硬盤(pán)錄像機的可靠性。