基于DM642的嵌入式无线视频监控系统硬件设计
发布时间:2008/5/29 0:00:00 访问次数:399
摘 要: 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。
关键词: tms320dm642; 嵌入式系统; 视频监控; cdma
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u sb 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. 1 tms320dm642 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fla sh 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saa7113h 相连进行视频输入采集。
saa7113h 为9bit 视频解码器, 其内部有由视频源选择、反混叠滤波器和adc 组成的两通道模拟预处理电路、增益控制、时钟发生电路(cgc)、多标准数字解码器、亮度饱和度控制电路等组成。它支持pal、natsc 等多种视频输入格式, 输出支持标准的itu. 656 yuv 4∶2∶2 8bit 格式, 通过i2c 总线进行控制, 只需一个24. 576mhz外部晶振, 采用3. 3v电源、具有小于0. 5w 的功耗。saa 7113h 与dm642 接口见图2。
图2 saa7113h与dm642 接口
2. 3 音频输入输出(codec) 模块
dm642具有多通道音频串行端口(mcasp) 和两个多通道有缓存的串口(mcbsps) , 但它们是与视频端口复用的, 本系统中采用vp1 中的mcbsps1作为与音频codec连接的接口。
tlv320aic23b是ti推出的一款高性能的立体声音频codec 芯片, 内置耳机输出放大器, 支持mic 和linein
关键词: tms320dm642; 嵌入式系统; 视频监控; cdma
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u sb 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. 1 tms320dm642 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fla sh 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saa7113h 相连进行视频输入采集。
saa7113h 为9bit 视频解码器, 其内部有由视频源选择、反混叠滤波器和adc 组成的两通道模拟预处理电路、增益控制、时钟发生电路(cgc)、多标准数字解码器、亮度饱和度控制电路等组成。它支持pal、natsc 等多种视频输入格式, 输出支持标准的itu. 656 yuv 4∶2∶2 8bit 格式, 通过i2c 总线进行控制, 只需一个24. 576mhz外部晶振, 采用3. 3v电源、具有小于0. 5w 的功耗。saa 7113h 与dm642 接口见图2。
图2 saa7113h与dm642 接口
2. 3 音频输入输出(codec) 模块
dm642具有多通道音频串行端口(mcasp) 和两个多通道有缓存的串口(mcbsps) , 但它们是与视频端口复用的, 本系统中采用vp1 中的mcbsps1作为与音频codec连接的接口。
tlv320aic23b是ti推出的一款高性能的立体声音频codec 芯片, 内置耳机输出放大器, 支持mic 和linein
摘 要: 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。
关键词: tms320dm642; 嵌入式系统; 视频监控; cdma
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u sb 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. 1 tms320dm642 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fla sh 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saa7113h 相连进行视频输入采集。
saa7113h 为9bit 视频解码器, 其内部有由视频源选择、反混叠滤波器和adc 组成的两通道模拟预处理电路、增益控制、时钟发生电路(cgc)、多标准数字解码器、亮度饱和度控制电路等组成。它支持pal、natsc 等多种视频输入格式, 输出支持标准的itu. 656 yuv 4∶2∶2 8bit 格式, 通过i2c 总线进行控制, 只需一个24. 576mhz外部晶振, 采用3. 3v电源、具有小于0. 5w 的功耗。saa 7113h 与dm642 接口见图2。
图2 saa7113h与dm642 接口
2. 3 音频输入输出(codec) 模块
dm642具有多通道音频串行端口(mcasp) 和两个多通道有缓存的串口(mcbsps) , 但它们是与视频端口复用的, 本系统中采用vp1 中的mcbsps1作为与音频codec连接的接口。
tlv320aic23b是ti推出的一款高性能的立体声音频codec 芯片, 内置耳机输出放大器, 支持mic 和linein
关键词: tms320dm642; 嵌入式系统; 视频监控; cdma
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u sb 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. 1 tms320dm642 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fla sh 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saa7113h 相连进行视频输入采集。
saa7113h 为9bit 视频解码器, 其内部有由视频源选择、反混叠滤波器和adc 组成的两通道模拟预处理电路、增益控制、时钟发生电路(cgc)、多标准数字解码器、亮度饱和度控制电路等组成。它支持pal、natsc 等多种视频输入格式, 输出支持标准的itu. 656 yuv 4∶2∶2 8bit 格式, 通过i2c 总线进行控制, 只需一个24. 576mhz外部晶振, 采用3. 3v电源、具有小于0. 5w 的功耗。saa 7113h 与dm642 接口见图2。
图2 saa7113h与dm642 接口
2. 3 音频输入输出(codec) 模块
dm642具有多通道音频串行端口(mcasp) 和两个多通道有缓存的串口(mcbsps) , 但它们是与视频端口复用的, 本系统中采用vp1 中的mcbsps1作为与音频codec连接的接口。
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