基于DM365的視頻編碼器的硬件設計
視頻輸出部分:DM365內嵌ARM微處理器,該處理器核心功能是對數據流進行轉發(fā),外接存儲器模塊、以太網模塊、串口模塊等。ARM先完成壓縮數據的RTP、UDP、IP封裝,然后經過MAC成幀,最后通過以太網控制器PHY完成數據包的發(fā)送。此外ARM還負責解析接收數據,對PC機發(fā)來的相關參數命令進行轉發(fā),進行相應的運算設置(視頻壓縮碼率、幀率等),通過串口實現對外設的控制(云臺控制器、鏡頭等),通過GPIO對報警輸入輸出的處理等等。
2 模塊設計
2.1 視頻音頻輸入模塊
在DM365上有VPFE接口,能支持多種格式的視頻輸入格式。系統實現1路高清視頻輸入,高清A/D轉換芯片采用TVP7002。TVP7002能實現R/Pr、C/Y、B/Pb信號的數字轉換,轉換率高達165 MHz,在很多高清數字視頻環(huán)境中被使用,分辨率高達1080P。DM365通過IIC總線對其配置,對TVP7002內部寄存器進行適當配置,可以處理720P分辨率的視頻源,A/D以后的視頻數據從TVP7002數字視頻口輸出到DM365的VPFE。系統同時提供高清數字視頻輸入接口,HDVICP協處理器可以在1 280X720P30的格式下提供H.264標準的視頻編碼或解碼,而MJCP協處理器除了支持JPEG標準,還可以在1 920x1 080P24的格式下提供MPEG-4的視頻編碼或解碼。
系統實現1路LINEIN和立體聲輸出通過AIC23實現,DM365通過IIC總線對其配置,AIC23連接在DM365的MCBSP口。DM365的MCBSP被用作雙向數據通道,所有的音頻數據流都通過此通道傳輸,并支持不同的數據格式。
2.2 以太網模塊
系統含有I路10/100M網絡接口,DM365內帶MAC控制器,在EMAC接口外接一片以太網PHY芯片,PHY采用RTL8201,RTL8201與DM365的MII接口相連。DM365通過MDIO接口實現對RTL8201寄存器的配置及控制,其他握手信號依次連接,通過上拉下拉電阻對RTL8201進行適當的配置(設置PHY地址等),RTL8201在上電初導入這些配置信息,并進行相應的工作。在RTL8201的時鐘接口外接一個25 MHz晶體,作為RTL8201的時鐘源。RTL8201外接網絡變壓器,進行信號隔離,通過RJ45連接到網絡。
2.3 存儲、USB、串口、RTC、報警模塊
系統提供1路USB接口,支持OTG模式和HOST模式,支持USB2.0 High Speed(480 Mb/s)、Full Speed(12 Mb/s),可設置的FIFO。DM36 5片載USB Controler和USB PHY,通過相關配置完成其初始化,在USB上可以外接USB-SATA硬盤等外設。
系統外接DDR2 SDRAM和NAND Flash作為片外存儲器,通過設置BTSEL[2:0]為000來選擇啟動方式為NANDFlash BOOT模式。DM365的AEMIF接口可以支持NANDFlash和NOR Flash,因為NAND Flash存儲容量大,價格便宜,本設計選用NAND Flash。
DM365提供了專門的DDR2控制接口,16位數據線,14位地址線和3根塊選擇信號,可以支持256 MByte的存儲空間,系統選用DDR2 SDRAM芯片K4T1G164QQ。
DM365有2個UART接口,系統外接兩路串口,一路RS232,用做調試,一路RS485外設進行通訊(云臺鏡頭等)。并通過GPIO提供2路開關量報警輸入和2路開關量報警輸出,報警輸入通過光藕來實現,當報警信號輸入時,光藕導通,輸出低電平至DM365 GPIO,當沒有報警信號輸入時,光藕截止,輸出高電平至DM365 GPIO,DM365通過檢測GPIO電平來判斷報警輸入信號的有無,報警輸出通過控制繼電器的開合來實現。系統還通過IIC擴展了一路RTC。
系統通過外部晶體為DM365提供24 MHz時鐘輸入,DM365內部PLL來產生模塊時鐘。
2.4 電源部分
系統提供5 V電源輸入接口,通過電源轉換芯片提供+1.35 V、+1.8 V和+3.3 V的電源。其中1.35 V和1.8 V采用TPS62040DGQ產生。TPS62040DGQ是TI公司推出的一款高效率低紋波的DC-DC芯片,其輸出電壓通過電阻進行調節(jié)。3.3 V電壓采用TPS5430實現,其最高輸入電壓可以達到36 V,最大提供3 A的電流。
對系統的上電順序是:先給內核上電(1.35V),然后對PLL等模塊上電(1.8V)。即先通過TPS5430得到3.3V的電源,然后通過TPS62040DGQ產生1.35 V,通過1.35 V連接到另一片TPS62040DGQ的EN上1.8 V,產生1.8 V以后,通過開關管導通先前產生的3.3 V,3.3 V最后加載到DM365上。產生下電順序與上電順序相反。
3 結束語
為測試設計是否達到預定要求,對系統性能進行了較為完備的測試,選用了多種高清視頻輸入源在不同的環(huán)境中進行測試,有測試運動快慢及劇烈程度的畫面,有測試黑自圖像效果的全黑與全白,還有測試亮度等級的階梯圖案等。
實驗結果表明,系統能實時的進行編碼,解碼圖像畫面清晰流暢,沒有馬賽克以及動畫現象,沒有曝光過度、人像曝光不足、偏色、曝光和白平衡不準確等問題,色彩鮮艷,亮度分明??朔藰藴是逦缺O(jiān)控系統中存在的不足。
此設計方案經濟使用,符合設計初衷,在可視電話、高清監(jiān)控系統、車載監(jiān)控領域有廣泛的市場前景。本文引用地址:http://m.ptau.cn/article/166028.htm
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