当前位置：首页 > 知识园地
基于DM642的嵌入式无线视频监控系统硬件设计
发布时间:2018-02-13 阅读：次 [打印文章] [关闭窗口]- 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, 指令最高可隔离电感器达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卡或硬扁平型电感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作为视频压缩算共模电感法。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大电流电感是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绕行电感. 3V电源、具有小于0. 5W 的功耗。SAA 7113H 与DM642 接口见图2。开关电源原理我们的系统里常会用到开关电源，主要用于获得一定功率的直流电源(多数是 24V)，我们常看到的开关电源外观上多数象一个小主箱，通过表面开发很多散热孔可以看到里面的电路板，可它的工作原理可能我们还不是很清
随动转向大灯&侧向辅助灯解析MAX16834是电流模式大功率高亮度LED(HB LED)驱动器,可组成升压,升-降压,SEPIC和高边降压拓扑.除了用开关PWM控制器驱动N沟功率MOSFET外,还能驱动N沟PWM调光开关. MA
LED PWM调光方法探讨本文探讨提供发光二极体(LED)调光的方法，分析LED调光对其长期性能及所发射出光的色彩稳定性之影响，并特别探讨如何结合使用线性恒流稳流器(CCR)及数位电晶体来提供脉冲宽度调变(PWM)调光。PWM
