音頻采集與輸入

DM270內(nèi)部的DSP是5409，有兩個(gè)多通道緩沖串行口(McBSP)模塊，用于音頻的采集接口。在筆者開(kāi)發(fā)的平臺(tái)中，音頻采樣和轉(zhuǎn)換采用的是AIC23芯片。TLV320AIC23是TI推出的一款高性能的立體聲音頻CODEC，內(nèi)置二級(jí)輸出放大器，支持MIC和LINE IN兩種輸入方式(2選1)，并且可以對(duì)輸入輸出進(jìn)行可編程的增益調(diào)節(jié)。 AIC2模數(shù)及數(shù)模轉(zhuǎn)換都高度集成在芯片內(nèi)部，而且采用先進(jìn)的Sigma-delta過(guò)采樣技術(shù)，可在8~96kHz頻率范圍內(nèi)提供 16bit，20bit，24bit和32bit的采樣。輸入輸出信噪比可以分別達(dá)到90dB和100dB。為數(shù)碼攝像機(jī)的聲音錄放音質(zhì)，提供了保證。而且AIC23與DSP內(nèi)部的McBSP可以進(jìn)行無(wú)縫連接。其接口如圖2。

圖2視頻輸入模塊結(jié)構(gòu)圖

音頻壓縮，解碼

在DM270中DSP的運(yùn)算能力強(qiáng)大，可以實(shí)現(xiàn)多種語(yǔ)音壓縮編碼、解碼。下面的表格是幾種語(yǔ)音編碼方式的比較。

由表格可以看出，在保證高音質(zhì)的情況下，G.711和G.726的算法復(fù)雜度相對(duì)簡(jiǎn)單，這樣可以減少DSP的數(shù)據(jù)處理壓力，使DSP有更多的資源進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)的處理。而且G.711數(shù)據(jù)可以被QuickTime格式的影音文件支持，這樣可以增加數(shù)碼攝像機(jī)文件支持格式。G.726為可變碼率編碼，數(shù)碼攝像機(jī)用戶可以根據(jù)存儲(chǔ)空間來(lái)選擇。

在筆者開(kāi)發(fā)的平臺(tái)上，分別實(shí)現(xiàn)了G.711與G.726算法及QuickTime文件的錄放功能。

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

在筆者開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)中，因?yàn)镈M270的ARM核為ARM7TDMI，沒(méi)有內(nèi)存管理單元(MMU)，所以采用uClinux作為嵌入式操作系統(tǒng)同標(biāo)準(zhǔn)的Linux相比，uClinux最大的特點(diǎn)在于不具有MMU，因此很適合那些沒(méi)有MMU的處理器。由于uClinux的內(nèi)核是由Linux根據(jù)所要運(yùn)行的CPU裁減、修改而來(lái)。它保持了原有Linux系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)，如穩(wěn)定性好，出色的文件系統(tǒng)支持，完善的應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)，升級(jí)方便。

該方案的軟件平臺(tái)架構(gòu)如圖5。

圖5 軟件架構(gòu)圖

在用戶應(yīng)用程序中主要完成三種功能：錄像功能，拍照功能，以及錄像及照片的回放功能。

并且可以實(shí)現(xiàn)三種功能的實(shí)時(shí)的相互切換。如圖6所示。

圖6 系統(tǒng)用戶程序功能切換

在該方案軟件系統(tǒng)中還移植了U-boot進(jìn)行系統(tǒng)引導(dǎo)與加載，提高了整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

為產(chǎn)品系統(tǒng)的升級(jí)服務(wù)提供了良好的支持。

結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)已經(jīng)在中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院得到實(shí)現(xiàn)，可以進(jìn)行MPEG4、motion-JPEG錄像，JPEG拍照，以及QuickTime格式的錄制;并實(shí)現(xiàn)了上述錄像，拍照在LCD及電視機(jī)上的回放功能。實(shí)踐證明，這種高性能，基于DSP及ARM雙核技術(shù)的解決方案，使得產(chǎn)品開(kāi)發(fā)應(yīng)用變得更加容易，而且使用的系統(tǒng)軟件可以隨時(shí)升級(jí)，可以按照用戶的要求進(jìn)行定制，甚至做到DIY，為產(chǎn)品的盡快進(jìn)入市場(chǎng)奠定了基礎(chǔ)。