基于DM642嵌入式无线视频监控硬件设计

发布时间:2008/5/27 0:00:00 访问次数:366

　　选用tms320dm642作为系统cpu,并采用最新视频编码标准h.264压缩算法,实现基于cdma网络传输的无线视频监控和视频数据存储系统。

　　文中详细地描述了系统组成、结构和功能,对系统各个组成模块进行了详细分析和设计,主要包括视音频输入、cdma传输串口、de及usb通信等模块,并针对dm642高速cpu,分析了系统设计中应注意的问题。

　　无线视频监控系统是公安、交通、水利等行业的重要装备,目前无线视频传输设备主要采用微波方式,其致命弱点是传输距离短,有障碍物时传输距离大为减少,多年来一直没有得到很好的解决。

　　随着运营商在国内大部分地区推出grps和cdma1x公共无线数据网络,通过公共无线数据网络传输视频已成为当今研究和应用的热点,它能彻底解决微波方式的短距离问题。由于公共无线数据网络的带宽比较窄且不稳定,采用编码效率不高的视频压缩算法(如h.263、mpeg-4等),传输效果不理想,无法满足大多数监控场合的要求。

　　h.264是jvt制定的最新视频压缩标准,比h.263和mpeg-4在同质量时码流可低50%,同时支持无线网络传输,但其运算复杂度也是h.263和mpeg-4的3-5倍,因此一般的cpu系统无法满足要求。tms320dm642是ti最新推出的高性能数字媒体处理器,指令最高可达4800mips,可以满足实时h.264编码算法的要求。本文设计了基于tms320dm642的嵌入式系统,采用h.264视频编码算法,成功的开发了基于cdma传输的无线视频监控系统。

　　1无线视频监控系统构成

　　1.1无线视频监控系统设计需求

　　本系统要求采用嵌入式视频发送终端,对采集视频图像进行实时压缩并通过cdma网络发送,接收端采用pc机对接收视频数据进行解码并显示。对于嵌入式视频发送终端有如下需求:

　　①一路pal/ntsc标准模拟视频输入,一路模拟音频输入;

　　②采用cdma接入方式将视频数据通过网络发送;

　　③采用cf卡或硬盘对视频进行本地存储;

　　④发送图像和保存图像的尺寸和帧率等参数可调;

　　⑤可通过无线网络进行远程控制,并且要求低功耗。

　　1.2系统的总体设计

　　由于cdma无线网络带宽窄、带宽波动大,因此系统中采用h.264作为视频压缩算法。同时本地存储与cdma发送视频在图像尺寸和帧率上不同,需要采用两个编码结构分别进行编码。

　　图1显示了本系统的总体结构框图,系统主要包括dm642cpu、视频输入、音频输入/输出、硬盘接口、串口和usb通信(usb2.0)等主要功能模块,此外还包括实时时钟(rtc)、显示和i/o接口(lcd&i/o)、sdram、flash和电源(power)模块。下面将详细地对各个功能模块进行一一分析和设计。

图1视频发送终端系统框图

　　2无线视频监控系统硬件设计

　　2.1tms320dm642简介

　　tms320dm642是ti推出的针对多媒体处理领域应用的高性能数字媒体处理器。该处理器是专门为视频与影像市场量

身定制的,特别适用于voip视频、视频点播(vod)、多信道数字视频摄录像应用以及高品质视频编码与解码解决方案。

　　dm642处理器内部集成了tms320c64x的dsp内核,在600mhz运行速度下,指令可达4800mips,由于其强大的运算能力,可以实现实时的h.264编解码算法。

　　dm642内部集成了外部内存接口(emif)控制单元,通过20根地址线和64位数据总线可直接与外部的sdram、flash进行连接。本系统中由于采用100mhz的sdram,考虑到信号完整性,sdram直接与dm642连接,而flash通过总线加以驱动后加以连接。

　　2.2视频输入模块

　　dm642具有三个视频端口,支持多种分辨率和标准,如ccir601、itu-bt.656、bt.1120等,每个端口为20bit位宽,可以被灵活的配置为一个20/16bit或两个10/8bit通道。同时,每个端口都可配置为视频输入或视频输出。本系统中采用vp0与saa711