基于TI達(dá)芬奇技術(shù)的高速網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)設(shè)計方案

1 達(dá)芬奇技術(shù)的主要特點

　　達(dá)芬奇平臺是典型的基于共享存儲的嵌入式多處理(ARM，DSP，VICP，視頻前端和后端等)環(huán)境，支持的關(guān)鍵技術(shù)是片內(nèi)實現(xiàn)了多通道的交換中心資源(Switch Central Resources，SCR)。基于片內(nèi)SCR，達(dá)芬奇平臺在片內(nèi)多處理器之間形成了典型的C/S架構(gòu)：計算能力強(qiáng)大的DSP可以作為服務(wù)器提供算法的實時計算服務(wù);帶有JAVA處理能力的ARM9實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)，硬盤音視頻I/O等用戶界面。美國TI公司在達(dá)芬奇平臺上專門為音視頻編解碼(Codec)多媒體應(yīng)用精心設(shè)計了系統(tǒng)框架，提供了豐富的系統(tǒng)程序接口SPI，應(yīng)用程序接口API以及視頻，圖像，話音和音頻千余種流媒體算法組件。他們與操作系統(tǒng)，中間件構(gòu)成了一個應(yīng)用系統(tǒng)的大部分內(nèi)容，應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)團(tuán)隊只需要將他們封裝成運(yùn)行包，就能得到高可用性和高可靠性的產(chǎn)品。

　　達(dá)芬奇平臺的最大特點就是基于DSP與ARM的SOC芯片，和與之相關(guān)的相關(guān)軟件，如圖1所示。

　　對達(dá)芬奇平臺，硬件上給與雙核架構(gòu)強(qiáng)有力的支持，在DSP端用DPS/BIOS來支持音/視頻算法的運(yùn)行，在ARM端用MontaVistaLinux(MV)來支持其對外設(shè)的管理。對于ARM與DSP之間的數(shù)據(jù)交叉，則用Codec Engine和Codec Server來加以管理。達(dá)芬奇平臺的先進(jìn)性，對高端音/視頻系統(tǒng)來說，無疑是開發(fā)平臺的最好選擇。

　　2 TMS320DM365介紹

　　TI公司的TMS320DM365是一款面向多媒體技術(shù)應(yīng)用的高性能芯片。TM320DM365功能框圖如圖2所示。

　　內(nèi)核方面TMS320DM365集成ARM926EJ-S.H.264協(xié)處理器(HDVICP)，MPEG4/JPEG協(xié)處理器(MJCP)，能以1080p格式與10幀/s的速度提供H.264編解碼功能，和以1080p格式與24幀/s的速度提供MPEG4編解碼功能，以及以720p格式與30幀/s的速度提供H.264或MPEG4編解碼功能。存儲方面擴(kuò)展存儲器接口EMIFs包括1個16位256 M地址空間的DDR2和mDDR，以及1個16/8位的AEMIF，可擴(kuò)展的類型有8/16位NAND Flash，16Mb NOR Flash，SRAM，16位OneNAND等。其他外圍擴(kuò)展控制器還包括16位HPI(Host-Port Interface)，2個MMC(Multimedia Card)/SD(Secure Digital)/SDIO接口，1個16位的WDT(Watch DogTimer)，5個SPI(Serial Port Interface)接口其中每個具有兩個片選，1個主/從I2C(Inter-Integrated Circuit)總線控制器，1個支持2.0USB OTG接口控制器等。

　　TMS320DM365集成的ARM926EJ-S處理器包括32 kBRAM、16 kB ROM(用于非AEMIF啟動模式下的ARMbootloader)、16 kB指令緩存、8 kB數(shù)據(jù)緩存、CP15及MMU等。其中CP15用來對指令、數(shù)據(jù)緩存、MMU以及其他ARM子系統(tǒng)進(jìn)行配置及控制。MMU使用統(tǒng)一的TLB來對頁表中存儲的信息進(jìn)行緩存，并為類似Linux、WindowsCE、ultron以及ThreadX等操作系統(tǒng)提供虛擬內(nèi)存。該處理器的寫緩沖數(shù)據(jù)容量高達(dá)17 kB，使其可以大幅提高內(nèi)核的性能。

　　TMS320DM365中的視頻處理子系統(tǒng)(VPSS)由兩個接口，分別用于視頻捕獲的視頻前段(VPFE)輸入接口和用于圖像顯示的視頻后端(VPBE)輸出接口。圖3為視頻處理子系統(tǒng)系統(tǒng)框圖。