基于MPC82xx處理器和專(zhuān)用編解碼芯片的DVR設計

　　VW2010是實(shí)時(shí)MPEG-1、-2和-4音視頻系統編解碼芯片(同時(shí)壓縮、解壓或編碼、解碼)，完全兼容ISO/IEC-11172-2、ISO/IEC-13818-2、ISO/IEC-14496-2和ITU-T H.263(基線(xiàn))。視頻編碼部分接收未壓縮的ITU-R.BT.656數字視頻信號。它將輸入和壓縮的視頻轉換為MPEG-1、-2、-4或H.263格式。 

　　其音頻編碼部分接收雙通道分立的I2S數字音頻格式數據并具有輸入濾波功能，它可將每路音頻轉換為MPEG-1、MPEG-2、MP3、AAC或AC-3音頻格式。VW2010為網(wǎng)絡(luò )應用輸出傳輸流或為存儲應用輸出節目流。視頻解碼部分接收MPEG位流并輸出ITU-R.BT.656數字視頻。音頻解碼器接收MPEG-1、MPEG-2、MP3、AAC或AC-3位流并輸出I2S、S/P-DIF或IEC-61937壓縮音頻。VW2010是該DVR系統中完成音視頻編解碼的主芯片。 

　　VW2010不但可以產(chǎn)生MPEG-2格式的數據碼流，而且可以產(chǎn)生MPEG-4格式的數據碼流。它對壓縮數據的碼率可在128Kbps到6Mbps之間可調，以適應各種用戶(hù)的需要。低碼率的文件適合網(wǎng)絡(luò )傳播并節省存儲空間，而高碼率的文件具有最佳的聲、視覺(jué)播放效果。而且，VW2010可以單獨編碼音頻數據并能實(shí)現MP3的功能特性。 

　　下面列出一些目前在DVR產(chǎn)品中應用較為廣泛的音視頻編解碼芯片方案：

　　ASIC：IME6400、Vweb2010、Wis7007； 
　　DSP：Blackfin 532加多媒體PCI Bridge SAA7146、PNX1302加畫(huà)面分割芯片AQ424； 
　　高端：PNX1501、DM642。 
　　應用系統組成及特點(diǎn) 

　　該系統的核心芯片只有兩片(VW2010及MPC8250)，并能通過(guò)標準的PCI總線(xiàn)完成交互控制。嵌入式CPU MPC8250集成度高，不但節省了傳統的PCI橋芯片、以太網(wǎng)MAC，還減少了外圍電路設計的難度和工作量。VW2010外圍的A/D、D/A等芯片可以通過(guò)MPC8250的串行I2C接口，方便地完成相應的初始化和制式轉換。整個(gè)系統對電源種類(lèi)要求很低，減少了對電源部分的設計壓力和成本。由于采用嵌入式Linux操作系統，并且處理器本身的指令與普通x86的處理器不同，不易被黑客及病毒攻擊，保證了整個(gè)系統的安全性能。該系統架構如圖1。 

　　視頻信號先經(jīng)過(guò)視頻接收電路進(jìn)行前端處理(包括阻抗匹配、限幅和鉗位)，然后通過(guò)視頻解碼電路產(chǎn)生符合VW2010視頻接口標準的ITU656信號。視頻解碼電路的核心是一個(gè)視頻解碼芯片，該解碼芯片用于對CVBS信號進(jìn)行A/D轉換和編碼，以產(chǎn)生ITU656標準的并行數字電視信號。高檔的視頻解碼器還支持圖像尺寸縮放(scaling)和幀提取(decimating)功能，如飛利浦的SAA7114、SAA7115以及Rockwell公司的BT829A等。由于VW2010的視頻輸入為ITU656/D1格式，所以只需要選擇具有基本A/D轉換和編碼功能的視頻輸入處理芯片如SAA7113即可。 

　　在模擬音頻信號經(jīng)過(guò)模擬音頻接收電路進(jìn)行前端處理后，便可通過(guò)音頻ADC電路產(chǎn)生符合VW2010音頻接口標準的I2S信號。 

　　VW2010是壓縮卡的核心處理芯片，該芯片除可完成音、視頻信號的編碼外，還可提供對解碼器和ADC的控制(通過(guò)I2S總線(xiàn))，其編碼產(chǎn)生的MPEG流可通過(guò)芯片內部集成的PCI接口輸出。VW2010的解壓操作是壓縮操作的逆過(guò)程，基本原理類(lèi)似。 

　　在VW2010根據系統的配置將該音視頻信號壓縮編碼為MPEG-1、-2或-4格式的音視頻數據后，主CPU MPC8250通過(guò)PCI總線(xiàn)將壓縮編碼后的音視頻數據以文件的形式存入IDE接口的硬盤(pán)或CDROM-R/W中(需操作系統的支持)。同時(shí)，在VW2010內部可將編碼后的音視頻數據直接解碼輸出到相應的D/A轉換器中，完成對用戶(hù)的實(shí)時(shí)播放。 

　　硬件設計注意事項 

　　采用嵌入式的處理器，相對來(lái)說(shuō)在電路設計方面要簡(jiǎn)單很多，華恒科技目前提供基于MPC8250的開(kāi)發(fā)平臺及參考設計，而VW2010目前有成熟的PCI編解碼卡。采用現成的嵌入式Linux開(kāi)發(fā)平臺和音視頻編解碼卡，用戶(hù)前期僅需在外圍接口板進(jìn)行簡(jiǎn)單的擴展，即可快速推出產(chǎn)品樣機，減少前期開(kāi)發(fā)的周期和成本。在完成前期工程樣機及相關(guān)軟件開(kāi)發(fā)后，開(kāi)發(fā)者可以進(jìn)一步將整個(gè)系統重新整合，重新設計硬件電路板。