基于TMS320DM642的二維碼識讀器設(shè)計
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1 硬件實現(xiàn)
硬件部分主要由CPU控制器、CCD攝像頭、圖像采集芯片TVP5150、存儲器SDRAM和Flash、LCD顯示器、時鐘及看門狗電路、電源及復(fù)位電路、串行通信電路等組成，硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示[2]。
主要應(yīng)用電路由DM642、視頻輸入電路、視頻輸出等電路組成，具體如下。
1.1 DM642模塊
該系統(tǒng)CPU選用TI公司專為視頻應(yīng)用開發(fā)的高性能DSP芯片TMS320DM642(簡稱DM642)。DM642基于C64x內(nèi)核，并在其基礎(chǔ)上增加了很多外圍設(shè)備和接口，因而在實際工程中的應(yīng)用更為廣泛和簡便。本系統(tǒng)使用50 MHz晶振作為DSP的外部時鐘輸入，經(jīng)過內(nèi)部鎖相環(huán)12倍頻后產(chǎn)生600 MHz的工作頻率。DM642采用了2級緩存結(jié)構(gòu)(L1和L2)，大幅度提高了程序的運行性能。片內(nèi)64位的EMIF(External Memory InterFace)接口可以與SDRAM、Flash等存儲器件無縫連接，極大地方便了大量數(shù)據(jù)的搬移。更重要的是，作為一款專用視頻處理芯片，DM642包括了3個專用的視頻端口(VP0～VP2)，用于接收、處理視頻和音頻數(shù)據(jù)，提高了整個系統(tǒng)的性能。本系統(tǒng)主要使用了TMS320DM642的外部存儲器擴展接口EMIF、視頻口VP1、視頻口VP2和通用IO口GPIO。
1.2 視頻輸入接口
DM642具有3個視頻端口，支持多種分辨率和標準，其位寬和輸入輸出方向軟件可控，設(shè)計中將VP2的A通道設(shè)置為視頻輸入模式，實現(xiàn)對二維碼的圖形輸入。DM642與視頻編解碼芯片之間的數(shù)據(jù)都通過這幾個專用的端口傳輸，但是對這些芯片的控制則是通過I2C總線實現(xiàn)的。
采用模擬攝像頭進行視頻數(shù)據(jù)采集，需要使用視頻解碼芯片將采集到的模擬數(shù)據(jù)進行數(shù)字化，然后送給DM642的視頻端口進行處理。本設(shè)計選用TI公司生產(chǎn)的TVP5150A，這是一款具有強大可靠的同步檢測器的超低功耗 NTSC/PAL/SECAM 視頻解碼器，它與DM642的連接如圖2所示[3]。
圖2中，TVP5150A的YOUT口與DM642的VP2口直接連接，用于數(shù)據(jù)的傳輸。點陣時鐘線和DM642上VP2口的VP2_CLK1相連，用于數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r鐘信號。DM642通過I2C總線對TVP5150A內(nèi)部寄存器進行讀寫，達到控制該芯片的目的。
1.3 視頻輸出接口
對于要求進行本地回放的設(shè)計，需要將一個視頻口設(shè)置為回放模式。本設(shè)計需要通過鏡頭的焦距、視野等對所獲取的物體表面圖像質(zhì)量進行控制，需要監(jiān)控圖像質(zhì)量，為此需要設(shè)計視頻輸出接口。在設(shè)計中使用視頻口VP1進行視頻回放，因此將VP1端口的A通道設(shè)置為回放模式。對采集到的數(shù)據(jù)進行回放時需要先將數(shù)字視頻信號重新轉(zhuǎn)化為模擬信號，才能在監(jiān)視器上播放。本設(shè)計選用由Philips公司生產(chǎn)的SAA7104來完成信號轉(zhuǎn)換，SAA7104與DM642的電路連接如圖3所示。
圖3中，DM642的VP1端口向SAA7104的MP口輸出BT.656格式的數(shù)字視頻信號，經(jīng)過SAA7104芯片內(nèi)部數(shù)據(jù)管理模塊分離出Y信號和Cb、Cr信號；然后再送到片內(nèi)相應(yīng)的模/數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將數(shù)字信號變換為模擬視頻信號；最后由CVBS(復(fù)合視頻信號)或者Y、C(S-端子信號)引腳輸出。SAA7104的時鐘信號LLC為27 MHz，由DM642的VP2CLKI提供，而DM642的VP2CLKI則是來自于TVP5150A的SCLK引腳，這就使得視頻的采集和回放達到同步要求。DM642通過I2C接口對SAA7104芯片內(nèi)部的寄存器進行配置，實現(xiàn)對該芯片的控制。
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