基于DSP的多路音/視頻采集處理系統設計

　　l 引言

　　當前，在數字圖像處理中，由于數據量大、算法難度高，因此實(shí)時(shí)性成為技術(shù)難點(diǎn)之一。如果采用專(zhuān)用電路實(shí)現，雖然實(shí)時(shí)性得到保證，但系統的靈活度大大降低。因此，尋求一種高速通用數字信號處理系統成為當務(wù)之急。

　　II公司推出的TMS320DM642(以下簡(jiǎn)稱(chēng)DM642)型數字信號處理器可實(shí)時(shí)處理4路模擬視頻和音頻輸入、l路模擬/數字視頻和1路模擬音頻信號輸出，適應PAL/NTSC標準復合視頻CVBS或分量視頻Y/C格式的模擬信號輸入，可適應PAL/NTSC標準S端子或數字RGB模擬/數字信號輸出，可適應標準麥克風(fēng)或立體聲音頻模擬輸入及標準立體聲音頻模擬輸出，具有對多路采集數據進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和分析的功能，可實(shí)現數據和圖像疊加顯示。

　　2 DM642簡(jiǎn)介

　　DM642型數字信號處理器可采用500 MHz或600 MHz的工作頻率，每秒最多可完成4.8 G次操作，具備在線(xiàn)編程功能，帶有的豐富外圍接口可以與多種存儲器相連，可以直接與網(wǎng)絡(luò )連接，是高速圖像處理的優(yōu)選器件。

　　DM642的CPU采用第二代VelociTI.2內核結構，含有雙數據通路、8個(gè)運算單元，每周期可執行8條32-bit指令，支持4個(gè)16-bit和8個(gè)8-bit連乘加MAC指令，有64個(gè)寄存器，取數/存數的數據通道為64-bit。

　　DM642采用帶2級存儲器的完全存儲器分層體系結構，2級存儲器中的Cache控制器可以自動(dòng)完成分層存儲器體系結構的管理和調度，外部存儲器訪(fǎng)問(wèn)和片上外設的訪(fǎng)問(wèn)通過(guò)EDMA完成。

　　DM642有3個(gè)視頻輸入輸出口和多路音頻信號的輸入輸出串口。外部存儲器接口EMIF提供了64-bit寬度的外總線(xiàn)數據接口，支持與各種器件的無(wú)膠合接口。DM642還具有主機并行接口、外圍設備互聯(lián)口、多通道緩存串口和通用I/O端口。

　　3 系統功能與硬件電路設計

　　3.1 系統總體結構

　　系統總體結構如圖1所示，圖像采集和預處理單元主要完成圖像信號的輸入，具有多路信號復用功能，對輸入的模擬視頻信號進(jìn)行數字化及格式的轉變。FPGA控制系統的邏輯和圖像數據的流向，并且可對DM642輸出的圖像數據進(jìn)行加工，進(jìn)而輸出到圖像編碼單元。圖像處理單元采用DM642進(jìn)行高速數據處理和分析。圖像編碼單元對圖像數據進(jìn)行編碼，形成標準的模擬視頻信號，可以直接輸出到顯示設備上。

　　對于4路視頻和4路音頻信號，CPU在1個(gè)時(shí)刻只能處理1路數據，DM642片外位于EMIF的CEO地址空間擴展了2個(gè)4 Mx32 bit的SDRAM，可分別存放圖像采集數據和圖像處理數據，以提高數據采集和存儲速度。

　　3.2 視頻口接口設計

　　DM642有3個(gè)視頻口，每個(gè)都可以配置為上下2個(gè)通道，但2個(gè)通道必須同時(shí)為視頻輸入口或輸出口。結合實(shí)際應用，DM642帶了4路模擬視頻輸入(cif格式，分辨率為352