基于DM642的视频音频监控系统设计

摘要：为实现视频音频数据的实时采集传输，提出了一种基于DM642的视频音频监控系统的设计方案。硬件上，利用DM642丰富的外设资源，完成了视频输入、输出模块，音频输入输出模块和以太网接口模块的设计。软件上，基于DSP／BIOS实时操作系统，实现对视频音频数据的管理和控制，并构建Web服务器，用户可通过浏览器访问系统，实现远程监控。测试结果表明，该系统性能稳定，符合设计要求。
关键词：DM642；视频音频监控；以太网；DSP／BIOS
贴片电感器
随着技术的发展，视频音频监控系统的应用领域越来越广。目前，传统的视频音频监控系统多存在着诸如体积大、容量小、实时性差、稳定性低等缺点，在工业或军事等复杂环境下应用极为不便，应用场合受到很大的工字电感限制。TI公司推出的TMS320DM642是一款针对数字视频应用的高性能DSP芯片，具有10／100 Mb／s以太工字电感网接口。本文基于DM642给出了一种视频音频监控系统的设计方案，具有本地及远程视频音频监控
能力。该设计方案具有体积小、成本低、可靠性高、使用方便等优点，具有较高的研究价值和广泛的应用前景。

1 硬件设计
根据设计要求，本文提出了基于TMS320DM642为核心的结构设计：包括视频输入输出模块、音频输入输出模块、网络接口模块。总体结构如图1所示。

主处理器DM642是TI公司的一款32位定点的高性能DSP，片上带有丰富的视频音频硬件资源，具有网口、PCI接口、I2C接口、串行口等多种接口，可广泛用于视频、音频、网络、信号处理等领域。DM642的主频可达720 MHz，每秒可执行指令数5 760 MIPS。它的EMIFA接口数据总线宽度为64位，最高数据存取频率为133 MHz，可直接与异步寄存器及同步寄存器无缝连接。
DM642通过EMIFA接口外扩存储器时，使用CE0-CE3信号作为空间片选信号。DM642外部扩展两片MT48LC2M32芯片，共4M×64位SDRAM空间，使用CE0引脚为片选信号，外部存储区地址范围为0x80000000～0x8007FFFF，作为数据缓存空间。外部扩展一片1M×8位FLASH，使用CE1引脚为片选信号，外部存储区地址范围为0x90000000～0x9001FFFF，作为程序存储空间。
1．1 视频输入、输出模块的设计
DM642集成了3个可独立配置的视频口VP0～VP2，非常适合于图像处理系统方面的应用。本设计中，将DM642的VP0口配置为视频输入模式，VP2口配置为视频输出模式。硬件电路如图2所示。

视频解码器选用PHILIPS公司的SAF7113H。SAF7113H是一款低电压、低功耗、小体积的视频解码芯片，支持NTSC，PAL，SECAM制式的视频输入，输出为8 b ITU-RBT．656 YCrCb 4：2：2的视频数据流。SAF7113H可以通过I2C接口配置内部寄存器，默认读／写地址为4BH／4AH，当引脚HRTSO接地时，读／写地址为49H／48H。
视频编码芯片采用ADV7179，支持NTSC制式和PAL制式视频编码。DM642通过I2C接口配置编码芯片ADV7179内部寄存器，ADV7179的设备地址由ALSB引脚的状态决定。本设计中，ALSB为低电平，读／写地址为55H／54H。
1．2 音频输入、输出一体成型电感模块的设计
DM642的McASP接口可用于多通道音频处理，进行音频数据的接收和发送。音频编解码器采用TI公司的TLC320AIC23B，它是一款高性能低功耗双声道立体声的音频编解码器顺络电感芯片，集成了基于Sigma-del-ta采样技术的A／D解码电路和D／A编码电路，支持麦克风输入、立体声输入和立体声输出，输入、输出增益可编程，片上带有耳机功率放大器。DM642与AIC23B芯片的电路连接如图3所示。

AIC23B芯片的控制端口支持SPI协议和I2C协议，两类接口的选择由引脚MODE状态决定。本设计中，引脚MODE接地，DM642通过I2C接口对音频编解码器TLC320AIC23B进行参数配置。TLC320AIC23B芯片的I2C设备地址由引脚CS选定，当引脚CS接地时，TLC320AIC23B的设备地址为0011010。I2C总线选择7位地址的寻址方式，由于AIC23B的寄存器只有写操作，没有读操作，因此，I2C通信协议每个字前7位为寄存器地址，后9位为寄存器内容。1

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