一種新的車載數(shù)字硬盤錄像機的設(shè)計方案

由于主/從DSP 各有2 路視頻輸入，所以總共可以實現(xiàn)4 路視頻輸入，但需要通過PCI進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)交換，才能實現(xiàn)4 路圖像的現(xiàn)場顯示和資源合理分配。也就是主DSP 采集完視頻數(shù)據(jù)后必須通過DMA 寫入從DSP 的內(nèi)存，并通過中斷告知從DSP；而從DSP 采集完視頻數(shù)據(jù)后也必須通過中斷通知主DSP 讀取數(shù)據(jù)。這樣就可以實現(xiàn)4 畫面的現(xiàn)場顯示和4路雙碼流MPEG4 編碼設(shè)計，還可以減輕主DSP 的負(fù)擔(dān)，使主DSP 可以有更多的資源來實現(xiàn)增值應(yīng)用，如廣告影片的播放，GPS 行車定位和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等。
三、軟件設(shè)計
本方案采用 Nexperia 平臺提供的pSOS 嵌入式操作系統(tǒng)，由于此操作系統(tǒng)是philips 提供的專用操作系統(tǒng)，有著成熟的大規(guī)模應(yīng)用，在PNX1700 上有很好的表現(xiàn)，如實時性、穩(wěn)定性和擴展性等都不比其他的商業(yè)嵌入式操作系統(tǒng)差。程序分兩部分，一部分是從程序，比較簡單，主要是4 路編碼的實現(xiàn)；另一部分是主程序的設(shè)計，比較復(fù)雜，主要實現(xiàn)傳輸編碼、文件存儲管理、回放和控制等。
圖 3 是從程序的軟件處理流程示意圖，從圖3 可以看出，從程序主要的工作就是實現(xiàn)視頻和音頻數(shù)據(jù)的編碼，其中2 路的圖像數(shù)據(jù)由主DSP 提供并通過PCI 中斷告知。由于PNX1700 支持4 通道立體聲采集，所以音頻數(shù)據(jù)可以本地采集。當(dāng)編碼完成后，數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的緩沖處理并發(fā)送中斷通知主DSP，主DSP 接收到中斷請求后主動讀取并經(jīng)文件系統(tǒng)處理后完成存儲。

圖 4 是主DSP 程序的視頻流處理流程示意圖，從圖4 可以看出，主程序接收到視頻采集完成中斷后不但要進(jìn)行現(xiàn)場顯示，還要通過PCI 的DMA 寫到從DSP 的內(nèi)存，并發(fā)送中斷通知從DSP；如果是需要顯示從DSP 采集的圖像數(shù)據(jù)，還需要處理從DSP 的中斷請求，通過PCI 的DMA 讀取緩存在從DSP 內(nèi)存的圖像數(shù)據(jù)，就可以實現(xiàn)任意單路或多畫面合成的現(xiàn)場顯示。如果需要雙碼流傳輸，則可以進(jìn)行編碼傳輸。

圖 5 是主DSP 程序錄像數(shù)據(jù)存儲和播放流程的示意圖。對于非車載應(yīng)用，錄像數(shù)據(jù)經(jīng)過文件系統(tǒng)處理后就可以直接存儲到大容量硬盤。但由于車載環(huán)境存在強烈的震動，不但讀寫不可靠，還很容易損壞機械硬盤，所以本方案設(shè)計了一個獨特的停車自動備份功能，也就是在行車過程中產(chǎn)生的錄像數(shù)據(jù)通過專用文件系統(tǒng)臨時保存在CF 卡中，當(dāng)系統(tǒng)檢測到停車狀態(tài)時再喚醒硬盤并把CF 卡的錄像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到硬盤，這樣硬盤就不需要復(fù)雜和昂貴的避震系統(tǒng)，不管多差的路況都不會損害硬盤，可以輕松和可靠地實現(xiàn)行車錄像資料的長時間保存，并可以大大提高錄像機的可靠性和穩(wěn)定性，延長硬盤的使用壽命。錄像資料可以通過網(wǎng)絡(luò)和 USB 磁盤進(jìn)行備份，還可以用刻錄機刻錄以便長期保存?zhèn)洳椤?br />如果配套一個遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心，則可以通過GPRS 等無線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，構(gòu)建一個完備的移動設(shè)備監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
四、增值應(yīng)用
針對車載應(yīng)用市場，車載數(shù)字錄像機的增值應(yīng)用有著非常巨大的應(yīng)用空間，比如廣告、影片、GPS 導(dǎo)航、GPRS 遠(yuǎn)程傳輸和行車記錄（汽車黑匣子）等。本系統(tǒng)由于采用了雙DSP設(shè)計，有比較豐富的接口資源和DSP 資源，也就為增值應(yīng)用提供了足夠的資源空間。特別是采用雙輸出設(shè)計，可以實現(xiàn)播放廣告影片和預(yù)覽/回放錄像資料互不影響。
五、總結(jié)
車載硬盤錄像機作為適合車輛的監(jiān)控設(shè)備，隨著社會認(rèn)同度的增加和其功能的不斷完善，它的適用范圍將越來越廣，作用將越來越大。不僅在長途大巴、公共汽車上將被廣泛的應(yīng)用，而且在火車、船舶、救護(hù)車、消防車、公安交警用車、物資運輸車、旅行車、機關(guān)、學(xué)校、幼兒園等單位的接送專車上都有十分廣泛的用途。車載數(shù)字硬盤錄像機將為社會更加文明，生活更加安全起到十分重要的作用。
本文作者創(chuàng)新點：
1）基于兩顆高性能DSP，采用先進(jìn)的MPEG4 壓縮算法，通過PCI 組成四路實時雙碼流多功能車載數(shù)字硬盤錄像機。
2）行車時選用CF 卡為存儲設(shè)備，運用停車自動備份的策略，這樣可避免在行車過程中使用機械硬盤，大大提高了車載數(shù)字硬盤錄像機的可靠性。