基于DM6446的視頻編碼器的硬件設計
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DM6446是雙核架構，在DM6446中ARM核和DSP核相互之間的通信主要是通過中斷來實現(xiàn)。DSP完成數(shù)據(jù)采集壓縮處理等工作，ARM處理器的作用是配置和控制整個系統(tǒng)的工作，包括：DSP子系統(tǒng)、VPSS子系統(tǒng)、大部分的外設以及片外存儲器，并且對壓縮后數(shù)據(jù)進行TCP／IP打包及進行網絡傳輸，此外還負責系統(tǒng)資源調度以及對外部設備的控制(云臺鏡頭等)。
系統(tǒng)工作流程：系統(tǒng)完成上電或者復位后，根據(jù)配置模式從Flash存儲器加載程序，完成對芯片的初始化和對外圍設備的初始配置，模擬視頻信號經過TVP5150轉換為BT656數(shù)字視頻信號后，傳入DM6446的視頻通道(VFPE)，內嵌DSP對數(shù)字視頻信號進行編碼壓縮后，內嵌ARM對壓縮后數(shù)據(jù)進行打包，并通過網絡接口進行傳輸。
2 模塊設計
2．1 視頻輸入部分
系統(tǒng)選用一款高性能視頻解碼芯片TVP5150將模擬CVBS視頻信號轉換為BT．656數(shù)字視頻信號，在視頻輸入端外接了2片TVP5150。TVP51 50時鐘源為14．318 18 MHz晶振，數(shù)字和模擬輸入電壓為1．8 V，IO口電壓為3．3 V；PCLK／SCLK腳時鐘信號可輸出13．5MHz和27MHz兩種頻率。模擬信號經過TVP5150鉗位、抗混疊濾波、A／D轉換后，經過配置，從YOUT[0：7]輸出YUV422 BT．656視頻格式的數(shù)據(jù)流，輸入到DM6446的VPFE中，VPFE由CCD控制器、Preview引擎單元、H3A、縮放(Resizer)單元、以及柱狀統(tǒng)計圖功能單元組成，對輸入視頻數(shù)據(jù)進行前端處理，系統(tǒng)把VPFE配置為YUV的數(shù)據(jù)格式。
2．2 存儲部分
在DM6446中，有幾種形式的外部存儲器接口，DDR2存儲控制器與DDR2 SDRAM連接，系統(tǒng)采用2片16位的MT47H64M16BT并聯(lián)，存儲空間達到256 MB，為系統(tǒng)提供緩存。在VPFE處理后，輸出到DDR中的數(shù)據(jù)在存放時每個像素點占用16 bit的長度，每個像素占2個字節(jié)，連續(xù)地存
放在內存單元中，如果像素的位寬不足16 bit，多余的高位會填充0。系統(tǒng)運行代碼、圖像數(shù)據(jù)臨時搬移、壓縮處理的中間數(shù)據(jù)等都要使用DDR2存儲器。系統(tǒng)在CS2存儲空間中映射64 MB的NANDFlash，用于存儲Linux內核操作系統(tǒng)和內核引導程序。
2．3 接口部分
系統(tǒng)通過串口收發(fā)器MAX485設計了與外設通信接口模塊RS-485，用于對外部設備進行控制(如云臺鏡頭控制等)。
系統(tǒng)含有1路10／100 M網絡接口，DM6446內帶MAC控制器，在EMAC接口外接1片以太網PHY芯片，PHY采用RTL8201，RTL8201與DM365的MII接口相連，DM6446通過MDIO接口實現(xiàn)對RTL8201寄存器的配置及控制，其他握手信號依次連接，通過上拉下拉電阻對RTL8201進行適當?shù)呐渲?設置PHY地址等)，RTL8201在上電初導入這些配置信息，并進行相應的工作。在RTL8201的時鐘接口外接1個25 M晶體，作為RTL8201的時鐘源。RTL8201外接網絡變壓器，進行信號隔離，通過RJ45連接到網絡，與外界實現(xiàn)數(shù)據(jù)交換。
DM6446片上集成了USB控制器，可以通過ARM端對控制存儲映射寄存器進行操作，通過USB接口可以外接很多USB設備，為系統(tǒng)預留了外設擴展口，用來實現(xiàn)附加功能。
系統(tǒng)通過GPIO提供2路開關量報警輸入和2路開關量報警輸出。報警輸入通過隔離光藕來實現(xiàn)，當有報警信號輸入信號時，光藕導通，輸出低電平至DM6446 GPIO，當沒有報警信號輸入時，光藕截止，輸出高電平至DM6446 GPIO，DM6446通過檢測GPIO電平來判斷報警輸入信號的有無。報警輸出通過控制繼電器的開合來實現(xiàn)。
2．4 電源模塊
系統(tǒng)電源分為+5、+3．3、+1．8+1．2 V，輸入電源為+5 V，其余電壓均由+5 V電源轉換得到。其中+1．2 V提供DM6446內核電壓，+1．8 V為DM6446的I／O以及DDR2內存供電，+3．3 V給大部分的外設供電。+1．2 V的內核電壓和+3．3 V的外設供電電壓由TPS75003得到，TPS62040提供+1．8 V電壓輸出。本設計采用MAX706對系統(tǒng)進行復位。
3 結論
通過ITU-T視頻測試序列NEWS(150幀)對系統(tǒng)進行了科學的測試，測試環(huán)境：Panasonic筆記本一臺(配置Intelpentium processor 1．1 GHz，1 G內存，操作系統(tǒng)Windows XP，80 G硬盤)。當碼率為372 kb／s時，PSNR為39．18 dB，編碼效率合理，符合設計初衷。
本文有效地利用DM6446設計了嵌入式視頻處理最小系統(tǒng)，完全滿足視頻壓縮編碼的功能需求。系統(tǒng)運行于Linux操作系統(tǒng)，具有實時性好、通訊速率快、圖象質量高、性能穩(wěn)定、價格便宜、防病毒等特點。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/166043.htm
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