基于LPC2378和MAX4357的視頻矩陣

機場是航空客運、航空貨運、郵政、快件等航空業(yè)務(wù)的中心，是航空網(wǎng)絡(luò)的輻射點甚至是輻射中心，機場的任何安全隱患都可能導(dǎo)致災(zāi)難性的嚴(yán)重后果，帶來巨大的經(jīng)濟損失，因此機場的安全監(jiān)控是十分重要的。

由于機場地域范圍廣，人流量大，物流量大，運輸生產(chǎn)繁忙，大型的視頻監(jiān)控系統(tǒng)在機場安全監(jiān)控中發(fā)揮著重要的作用。在機場大型視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，由于監(jiān)控點眾多，使用攝像機數(shù)量大，需要監(jiān)控的視頻圖像也很多，監(jiān)控中心的監(jiān)視器與現(xiàn)場攝像機的數(shù)量比一般為1:5～1:10，故視頻矩陣切換設(shè)備具有十分重要的作用。

目前，國內(nèi)使用的視頻矩陣切換系統(tǒng)一般規(guī)模較小，并且大多數(shù)通過RS232串口連接的鍵盤來控制切換，實施遠程操控很繁瑣。為此，本設(shè)計采用恩智浦公司（NXP）基于ARM7的微控制器LPC2378與美信公司（MAXIM）視頻矩陣切換芯片MAX4357構(gòu)成嵌入式系統(tǒng)，在μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系統(tǒng)的支持下，實現(xiàn)了具有以太網(wǎng)接口的128路視頻輸入、16路視頻輸出的視頻矩陣。這樣，操作人員可以很直觀地使用可視化的上位機，通過以太網(wǎng)對視頻進行切換。在上位應(yīng)用軟件的支持下，該系統(tǒng)具有自動，循環(huán)切換視頻的功能，并且可以通過網(wǎng)絡(luò)通信的方式，在遠端對各攝像機的云臺實施操作。

LPC2378的特性
LPC2378包含了10/100 Ethernet MAC、USB 2.0全速接口、4個UART、2路CAN通道、1個SPI接口、2個同步串行端口（SSP）、3個I2C接口、1個I2S接口、MiniBus、4個通用定時器、10位A/D轉(zhuǎn)換器、RTC、看門狗和104個通用I/O管腳。 LPC2378的特性如下：

（1）ARM7TDMI-S處理器，可在高達72MHz的工作頻率下運行；

（2）高達512KB的片內(nèi)Flash程序存儲器，具有在系統(tǒng)編程（ISP）和在應(yīng)用編程（IAP）功能。

（3）ARM局部總線上有高達32KB的SRAM，可以進行高性能的CPU訪問；

（4）以太網(wǎng)接口的16KB靜態(tài)RAM。也可用作通用SRAM；

（5）USB接口的8KB靜態(tài)RAM。也可用作通用SRAM；

（6）兩個AHB系統(tǒng)，可以同步進行Ethernet DMA，USB DMA以及從片內(nèi)Flash執(zhí)行程序的操作，在這些功能中不會產(chǎn)生競爭。

（7）外部存儲器控制器支持諸如Flash和SRAM的靜態(tài)設(shè)備。8位數(shù)據(jù)/16位地址并行的總線僅可在LPC2378中使用。

（8）先進的向量中斷控制器，支持多達32個向量中斷。

（9）通用AHB DMA控制器（GPDMA）能夠與SSP串行接口、I2S端口和SD/MMC卡端口共用，也可用于存儲器到存儲器的傳輸。

LPC2378內(nèi)部集成的Ethernet控制器使用RMII接口與外圍電路PHY芯片（如DM9161A）進行通信，從而易于實現(xiàn)以太網(wǎng)通信功能。

MAX4357的功能特點
MAX4357是美信公司的32路輸入16路輸出的視頻矩陣切換芯片，所有的輸入和輸出都具有緩存。所有的輸出引腳都能驅(qū)動標(biāo)準(zhǔn)的75Ω視頻負載，其結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

圖1 MAX4357結(jié)構(gòu)框圖

MAX4357具有由512個獨立的電子開關(guān)構(gòu)成的開關(guān)矩陣，可以使其32路視頻輸入16路視頻輸出。這個矩陣切換是100%非阻塞的，通過一個SPI/QSPI兼容的三線接口寫入控制系列字，可以使能任意一路輸入和任意一路輸出連接，每一個輸出可以和32路模擬輸入信號中的任意一路連接，任意一路輸入可以沒有信號衰減的連通所有的16路輸出。