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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]
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VP绕行电感1 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 两种输入方式(二选一) , 且对输入和输出都具有可编程增益调节。AIC23B 的模数转换(ADCs) 和数模转换(DACs) 部件高度集成在芯片内部, 采用了先进的Sigma-delta 过采样技术,可以在8k 到96k 的频率范围内提供16bit、20bit、24bit 和32bit 的采样,ADC 和DAC 的输出信噪比分别可以达到90dB 和100dB。A IC23B 还具有很低的能耗, 回放模式下功率仅为23 mW。A IC23B 与DM642 接口见图3。
图3 A IC23B 与DM 642 接口
2. 4 CDMA 无线传输串口模块
本系统中采用Q2358C 串行接口模块作为CDMA 接入设备, 它支持语音通信、支持中英文短信、双音多频功能(DTMF) 等功能。波特率从300 到115, 200 bit/s, 支持上网最高速率153 kb/s, 采用AT 指令集通过RS-232串口进行通信。DM642没有异步通用串行接口, 需采用扩展异步通信芯片来实现串行通信。
TL16C752B是UART 收发器, 最高波特率可以达到3Mb/s(使用48MHz 时钟源时) , 其内部具有64byte发送/接收FIFO , 接收FIFO的启动和停止可通过软件编程实现, 支持多种波特率、多种串行数据格式。DM642与其连接采用EMIF 控制, 地址线A0～A2扁平型电感、数据线D0～D7、读写控制信号IOR/IOW 与经过驱动的总线相连, 而选通信号CSA/CSB 由GAL 产生。TL16C752B与Q 2358C模块之间通过MAX3243 进行电平转换连接。图4 给出一路串行接口连接方式。
图4 系统串口通信接口
2. 5 DE及USB 通信模块
本系统中对采集视频要进行本地数据存储, 采用CF卡或IDE 硬盘来保存数据, 在通过USB2.0 将保存于CF卡或DE 硬盘中的数据在需要时读出。DM642与DE 接口通过GAL16LV8产生的信号进行控制。TUSB6250 采用内嵌8051 内核的USB2.0到ATA/ATAPI桥接器, 其完全兼容USB2.0 标准,支持八个可配置终端(四路输入和四路输出) 。内部集成USB 存储设备传输协议, 与ATA/ATAPI设备无缝连接。内部集成的60MHz8051微处理器指令速度可达30MIPS, 40k byte RAM可灵活的配置为数据或代码RAM , 13个通用I/O 口能进行各种通信和控制使用, 并有I2C接口。在本系统中通过I2C和HPI 总线实现DSP 和TUSB6250 之间的通信。DE及USB 部分接口见图5。
图5 DM642与IDE 及USB部分接口
2. 6 电源及其它模块
DM642 采用双电源供电, 内核电源采用为1. 4V 消耗电流为890 mA; I/O 电源采用3. 3 V 消耗电流为一体成型电感210mA。由于内核电源电压低同时消耗电流较大, 如果采用LDO电源效率较低, 消耗功率将加大,所以在本系统中采用两个开关电源芯片TPS54310分别产生3. 3 V 和1. 4 V 电源, 电源效率可达90%以上。DM642 提供了16 个通用I/O , 通过这些I/O 实现键盘输入、控制开关量输入与输出。DM642 的视频端口VP3 配置为输出直接与LCD 连接。另外, 系统中采用DS1338 作为实时时钟, 提供实时时间信息。
3 系统设计中的注意事项
3. 1 原理图设计
DM642 内部运行频率是通过外部时钟输入经内部PLL 倍频后得到, PLL 倍频可通过CLKMODE1 和CL KMODE2 管脚来选择x1、x6 或x12, 因此这两个管脚外部一定要接相应的电阻可调, 以便DM642可在不同速度下运行。DM642 有多种BOOT启动模式可选, 如果选择EMIFA 的FLASH 作为启动时, FLASH 的片选必须接到TCE1上。DM642 可选字节顺序的大/小模式、外设的PC I、HP I、EMAC 模式的选择是通过复位时LEND IAN、PC I_ EN、PC I_ EEA I、HD5、MAC _EN 管脚的电平决定, 一定要考虑其在复位时电平值做成可调的。对于仿真器的EMU [1∶0 ]保证已经上拉, TRST下拉。另外, 在AARDY 管脚不使用时要保证其为高电平, NMI管脚不使用时要接地,在选择HPI 模式时要保证HPI插件电感控制信号电平正确,同时对其他不使用的输入管脚进行正确处理。
3. 2 PCB 设计
DM642 作为高性能数字媒体处理器不仅内部具有很高的运行频率600MHz、720MHz 和1GHz,而且与外部的SDRAM 的总线速度也达到100MHz或133MHz, 如果外部的SDRAM 由于布线原因达不到设计的希望速度, 会降低系统的性能。对于100MHz 以上的信号总线, 存在信号完整性问题。要保证信号的完整采用如下方法, 对于SDRAM 的时钟线尽量要短, 到两个SDRAM 的长度尽量相等;FLASH 等其他外设不要直接与数据和地址总线连接, 而应通过缓冲芯片(如SN74LVT16245B) 连接;高速总线上要串入小阻值电阻, 阻值大小可通过仿真得到, 同时对线路更加要求进行阻抗限制。DM642 内部有PLL,对于PLL外部所接器件要尽可能靠近芯片, 而且必须放在线路板的一面上。对于JTAG 的连线长度不能超过6in, 如果超过6in长要加驱动。本系统中既有模拟部分又有数字部分, 要注意模拟电源和数字电源的设计, 尽量减少数字信号对模拟信号的干扰, 否则对采集的视频信号会有雪花、条纹, 音频信号产生噪音等。对视频、音频芯片尽量采用单独的电源芯片供电, 模拟地和电感测量数字地要单点或采用磁珠相连。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
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