摘要：本文介绍了基于mpc5200的嵌入式音视频采集系统的实现。在硬件方面重点介绍了以mpc5200为主处理器的基本特点和系统的硬件结构，在软件方面重点介绍了驱动程序和应用程序的设计。

    引言

    视频监控系统是安全防范系统的重要组成部分。在国内外市场上，主要应用的是数字信号控制的模拟和数字视频监控系统。前者技术经历了基于微处理器的视频切换控制加pc的多媒体管理类型和基于pc实现对矩阵主机的切换、控制和对系统的多媒体管理两个阶段；后者技术经历数字监控录像系统和嵌入式视频web服务器方式两个阶段。目前，视频监控系统正处在数控模拟系统与数字系统混合应用，并将逐渐向数字系统过渡的阶段。今后，视频监控发展的两个特点就是数字化和网络化。

    基于mpc5200的音视频采集系统硬件设计

    mpc5200简介

    mpc5200集成了高性能的 603e g2_le核和带有dma单元的输入/输出子系统，因此，mpc5200可以独立于603e g2_le 核响应外部中断,并且提供底层外设管理、协议处理、外部数据移动的功能。

    mpc5200支持双外围总线结构，包括：sdram 总线；多功能localplus总线。

    嵌入式603e g2_le核: 该内核是powerpc 超标量体系结构，mpc5200有16kb的指令缓存、16kb的数据缓存、浮点单元、数据缓冲内存管理单元、指令缓冲内存管理单元、critical中断、mmu额外带有16个寄存器和1kb的页面管理。

    bestcomm 输入/输出子系统:包括可编程串行控制器、10/100m以太网控制器、通用串行总线、i2c 接口、串行外围接口、mscan接口。

    系统接口单元 (siu) ：集成了最常见的系统接口和信号，即片选信号、中断控制器、计数器、常用输入/输出口、实时时钟。

    sdram 控制器和localplus总线：mpc5200有一个高速的sdram控制器，该控制器支持单数据速率、双数据速率的sdram器件, 工作频率最大可到132mhz，32位数据线。localplus总线用来连接boot rom、sram、flash、外围器件、ata和pci设备，有两种操作模式：非复用数据接入模式和复用数据接入模式。

    总体设计

    基于mpc5200的音视频采集处理系统实现了4路音频和视频的采集复合、mpeg-4压缩、硬盘的本地存储、网络传输等功能。系统主要包括音视频采集复合压缩、mpc5200的基本系统、硬盘存储和网络接口。系统通过音视频采集复合压缩模块完成4路音频和视频的mpeg-4压缩，压缩后的mpeg-4数据通过系统提供的ata接口完成本地硬盘存储，利用系统提供的以太网接口实现数据的网络传输。

    基于mpc5200的音视频采集处理系统的硬件结构如图1所示。除mpc5200外，各模块设计说明如下：

    图1 基于mpc5200的音视频采集处理系统的硬件结构

    5v变换逻辑并为usb和以太网分配引脚： 由于本设计中ata、can接口是5v，mpc5200是3.3v，所以需要在连接的时候加入5v转换器件74lvxc3245。在usb和以太网的引脚分配上，考虑到系统功能的可扩展性，外接sn74cbtlv3384开关芯片，使这些引脚可以作为普通的输入/输出口。

    音视频采集复合压缩：4路saa7114完成视频采集,每路视频为8位数据，通过2片mc4558和1片idt821024完成4路音频采集。4路视频、4路音频通过1片型号为xc2s200-pq208的fpga转化为ime6400所需要的1路16位视频数据、1路音频数据。ime6400是一款支持mpeg-4标准的芯片。fpga和ime6400都需要和32mb的sdram（型号为k4s643232c）相接，完成音视频数据的缓冲和保存。ime6400和mpc5200之间的连接采用同步突发模式一，ime6400作为mpc5200的外部设备被统一编址。本设计将a[1：5]连接到ime6400的地址线ha[0：4]，用74lvxc3245将a[6：21]转化为ime6400的数据线hd[0：15]。