機(jī)載數(shù)字視頻記錄系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)中的各種接口邏輯、地址譯碼等由epm7128實(shí)現(xiàn)，其主要功能有sz1510配置寄存器的地址譯碼，控制、狀態(tài)信號(hào)寄存器的地址譯碼，產(chǎn)生硬件復(fù)位信號(hào)，實(shí)現(xiàn)sz1510與控制模塊som2386的接口，其中，sz1510配置寄存器和控制、狀態(tài)信號(hào)寄存器是作為i/o端口與som2386相連的，控制、狀態(tài)信號(hào)主要用于向外部輸出自檢信號(hào)以及接收來(lái)自外部的記錄開(kāi)關(guān)控制信號(hào)等。

　　系統(tǒng)的控制由som2386完成，som2386是一款高性能、尺寸緊湊的嵌入式控制模塊，他板載嵌入式高性能16位處理器，rdc161，該處理器內(nèi)部為32位risc架構(gòu)，并與80c186處理器兼容，其指令與其他x86微處理器兼容，模塊在單一閃存芯片上集成了系統(tǒng)bios和1.44mb閃存，支持標(biāo)準(zhǔn)ide接口和兩個(gè)串口。som2386與壓縮編碼芯片sz1510的host接口相連，通過(guò)host接口對(duì)sz1510進(jìn)行控制和配置。正常工作時(shí)把從host接口輸出的mpeg-1格式的系統(tǒng)流以文件形式送入存儲(chǔ)單元，系統(tǒng)的ide接口從som2386直接引出，為給dom(電子硬盤(pán))提供電源，ide接口的pin20與+5v電源相連，其余引腳信號(hào)定義與ide標(biāo)準(zhǔn)相同，som2386模塊的串口1通過(guò)驅(qū)動(dòng)芯片max232提供rs-232的調(diào)試接口。

　　存儲(chǔ)單元采用dom，它由控制單元和存儲(chǔ)單元組成，是用固態(tài)電子器件存儲(chǔ)芯片陣列而制成的硬盤(pán)，其接口規(guī)范和定義以及使用方法上與普遍硬盤(pán)完成完全相同，其突出優(yōu)點(diǎn)是體積小、抗震性好、工作溫度范圍寬，并且只需單一的5v電源供電，適合于機(jī)載環(huán)境。

　　3 軟件設(shè)計(jì)

　　3.1 sz1510的寄存器配置和二進(jìn)制代碼下載

　　外部主機(jī)通過(guò)host接口與sz1510內(nèi)部的兩個(gè)寄存器ioar(i/o地址寄存器)、iodr(i/o數(shù)據(jù)寄存器)來(lái)實(shí)現(xiàn)sz1510的控制和配置。主機(jī)在配置sz1510內(nèi)部某一寄存器時(shí)，首先把這個(gè)寄存器的地址寫(xiě)入ioar，然后把配置的數(shù)據(jù)寫(xiě)入iodr，這樣sz1510會(huì)自動(dòng)把配置的數(shù)據(jù)送到指定地址的寄存器，例如，初始化時(shí)主機(jī)寫(xiě)數(shù)據(jù)0x44到寄存器0x11，必須通過(guò)以下過(guò)程實(shí)現(xiàn)：

　　a)寫(xiě)傳輸：haddr=0，data=0x11;

　　b)寫(xiě)傳輸： haddr=1，data=0x44;

　　sz1510內(nèi)部有一段程序存儲(chǔ)空間，用來(lái)裝載內(nèi)核的二進(jìn)制代碼，這段空間以塊為單位，每快的存儲(chǔ)空間大小為256b，dsp核的代碼存儲(chǔ)空間為0x280-0x2bf，視頻編碼核的代碼存儲(chǔ)空間為0x0000-0x0004和0x000c，二進(jìn)制代碼裝載的具體過(guò)程如下：

　　a)向0x2e寄存器寫(xiě)1x01，表明外部sdram為1m×16bit;

　　b)向0x0c寄存器寫(xiě)0x03，使能frdy和eod中斷;

　　c)向0x11寄存器寫(xiě)0x18，選擇內(nèi)部存儲(chǔ)器寫(xiě)模式;

　　d)向0x10寄存器寫(xiě)0x20，設(shè)定輸出fifo大小為256b;

　　e)對(duì)每塊存儲(chǔ)空間裝載二進(jìn)制代碼，具有如下：向0x08寄存器寫(xiě)0x04，發(fā)送開(kāi)始命令，等待frdy中斷，清除frdy中斷，向0x01寄存器(data_in)寫(xiě)256b，等待eod中斷，清除eod中斷。

　　3.2 i2c外設(shè)配置

　　saa7113的配置是由sz1510通過(guò)其i2c總線來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于sz1510內(nèi)部存儲(chǔ)空間容量的限制，使得加載的sz1510內(nèi)核程序代碼會(huì)覆蓋i2c外設(shè)的配置程序代碼，因此，任何i2c外設(shè)的配置必須在sz11510內(nèi)核程序代碼的下載和配置前完成，主機(jī)通過(guò)使用sz1510內(nèi)部host端口寄存器0x42-0x4f(每個(gè)8bit寬)與sz1510中的i2c服務(wù)例程交互，并通過(guò)i2c總線配置任何一個(gè)連接到sz1510上的外部器件，所有的命令代碼都必須寫(xiě)入sz1510地址為0x08處的命令寄存器，sz1510通過(guò)地址為0x0d的寄存器寫(xiě)入代碼為0x80的中斷來(lái)通知主機(jī)。i2c寫(xiě)過(guò)程如下：

　　a)向0x08寄存器寫(xiě)“初始化i2c”命令代碼0xc2;

　　b)輸入數(shù)據(jù)至sz1510并向0x08寄存器寫(xiě)“i2c寫(xiě)”命令代碼0x0c;

　　c)數(shù)據(jù)輸入完成后，sz1510向0x0d寄存器寫(xiě)中斷命令代碼0x80，通知主機(jī)。

　　通過(guò)sz1510的i2c總線配置saa7113的時(shí)序流程如圖3所示。

　　3.3 系統(tǒng)的軟件調(diào)試及工作流程

　　通過(guò)從som2386模塊上串口1引出的rs-232接口可以很方便地對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行軟件調(diào)試，由于cpu芯片rdc1610指令與其他x86微處理器兼容，且模塊bios中集成了虛擬顯示/鍵盤(pán)技術(shù)，調(diào)試時(shí)在pc機(jī)上運(yùn)行虛擬顯示軟件pcvid3v0.exe，即可獲得和本地pc的dos環(huán)境完全相仿的效果，可直接運(yùn)行dos下的所有命令，調(diào)試是可以通過(guò)debug命令直接訪問(wèn)sz1510的寄存器和控制、狀態(tài)端口寄存器等。

　　系統(tǒng)的所有軟件程序做成一個(gè)批處理文件，存儲(chǔ)與控制模塊som2386上虛擬軟盤(pán)的一指定目錄中，系統(tǒng)上電后自動(dòng)運(yùn)行此目錄下的程序，控制系統(tǒng)的工作。系統(tǒng)上電后，整個(gè)系統(tǒng)的工作流程如圖4所示。

　　4 結(jié)束語(yǔ)

　　由于空中背景比較單一，設(shè)定系統(tǒng)工作于vbr模式，能降低碼率，并保持圖像質(zhì)量的穩(wěn)定，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)可行，若采用2gb的電子硬盤(pán)，記錄時(shí)間可達(dá)8h左右，隨著半導(dǎo)體存儲(chǔ)器容量的不斷增長(zhǎng)，系統(tǒng)的記錄時(shí)間還將進(jìn)一步延長(zhǎng)，同時(shí)，將來(lái)還可以通過(guò)修改軟件，設(shè)定sz1510工作于mjpeg編碼模式，進(jìn)一步提高記錄視頻的圖像質(zhì)量，因此，系統(tǒng)具有較大的升級(jí)潛力，本結(jié)構(gòu)緊湊、體積小(尺寸僅為90mm×60mm×25mm)、重量輕、使用方便，已在某型飛機(jī)上投入使用，并且運(yùn)行穩(wěn)定可靠，取得較好的效果。