基于LPC2210和SZ1510的車載數(shù)字視頻壓縮記錄系統(tǒng)設(shè)計

　　2.2 控制及存儲電路設(shè)計

　　考慮到控制部分的體積、可靠性和控制能力，本系統(tǒng)中的CPU采用Philips公司的ARM7TD-MI-S內(nèi)核微控制器LPC2210。這是一個能夠支持實(shí)時仿真和跟蹤的16／32位ARM7TDMI-S CPU。對于代碼規(guī)模有嚴(yán)格控制的應(yīng)用，可使用16位Thumb模式，該模式可將代碼規(guī)模降低30％以上，而性能的損失卻非常小。LPC2210采用144腳封裝，具有極低的功耗。另外，該芯片還具有多個32位定時器、8路10位ADC、PWM輸出以及多達(dá)9個外部中斷。通過配置總線，LPC2210最多可提供76個GPIO。

　　LPC2210可與SZ1510的HOST接口相連，并可通過HOST接口對SZ1510進(jìn)行控制和設(shè)置。正常工作時，LPC2210把從HOST接口輸出的MPEG-1格式視頻流以文件形式送人電子盤進(jìn)行存儲。LPC2210與SZ1510的接口電路如圖2所示。其中，HAD[0…15]接到ARM的P2.0～P2.15A作為16根數(shù)據(jù)線；P3.0接到HALE腳可實(shí)現(xiàn)SZ1510內(nèi)部IOAR(I／O Address Registerl)和IODR(I／O DataRegister)寄存器的選擇；P1.1和P3.27分別接讀、寫選通管腳HRD和HWR；通過將P3.24接到HCS可選通SZ1510；將P0.9接到HINT可發(fā)送SZ1510中斷請求信號。

　　從重量和可靠性出發(fā)，本記錄單元最終選用電子盤來實(shí)現(xiàn)。該電子盤的主體為Flash芯片，該芯片耐沖擊，耐高溫，體積小，壽命長，適合在汽車環(huán)境下工作。雖然電子盤的價格昂貴，但是考慮到系統(tǒng)只采集1路視頻信號，記錄的數(shù)據(jù)量也不是很大(計算后得出記錄單元的容量為3G時)，記錄長度可達(dá)4.5個小時，所以，選用電子盤完全能夠?qū)崿F(xiàn)任務(wù)要求。

　　LPC2210的GPIO引腳與IDE接口的連接電路如圖3所示。圖中，P2.16～P2.31為數(shù)據(jù)線，P1.16～P1.20為地址和選通信號，P0.17和P0.20為設(shè)備的復(fù)位和狀態(tài)請求信號，用P0.21和P0.19則可實(shí)現(xiàn)讀寫控制。

　　3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

　　本系統(tǒng)的所有軟件程序事先均應(yīng)通過JTAG口燒錄到ARM中，這樣，系統(tǒng)上電后便可自動運(yùn)行這些程序以控制系統(tǒng)的工作。系統(tǒng)軟件工作流程圖如圖4所示。

　　3.1 SZ1510的寄存器配置

　　SZ1510有128個寄存器，每個寄存器都有一個索引號，外部主機(jī)是通過HOST接口(HALE管腳)來設(shè)置SZ1510內(nèi)部的兩個寄存器IOAR (I／O地址寄存器)、IODR(I／O數(shù)據(jù)寄存器)以實(shí)現(xiàn)對SZ1510的控制和配置。訪問時，首先由主機(jī)的A0管腳發(fā)送一個低電平到HALE管腳以選中IOAR寄存器，然后將要訪問的寄存器索引號寫入IOAR；接著由主機(jī)的A0管腳發(fā)送一個高電平到HALE管腳，以選中IODR寄存器，然后再將要寫入的數(shù)據(jù)寫入IODR，這樣，SZ1510就會自動把配置的數(shù)據(jù)送到指定地址的寄存器。

　　對Z1510進(jìn)行初始化時，先由主機(jī)寫任意值到0x0B寄存器；接著在主機(jī)至少等待1微秒后，向Int_enable中斷使能寄存器寫入0x40，以使能RDY(Ready)中斷；然后，主機(jī)便等待SZ1510的Ready(Int_source[6])中斷；之后，當(dāng)主機(jī)等到RDY中斷后，它將清除RDY中斷并開始向SZ1510的內(nèi)部DSP裝載二進(jìn)制代碼。

　　3.2 SZ1510的二進(jìn)制代碼裝載

　　由于復(fù)位后內(nèi)部寄存器的內(nèi)容是未知的，因此，主機(jī)必須進(jìn)行程序代碼的裝載，以初始化視頻編碼核的可編程RAM。SZ1510內(nèi)部的程序空間是以塊(Blank)為單位進(jìn)行劃分的，每塊的大小是256字節(jié)。用于視頻編碼核的二進(jìn)制代碼的裝載空間為0x000～0x004和0x00c六個塊，共1.5k字節(jié)代碼。具體裝載時，先由主機(jī)向0x2E寄存器寫0x01，以表示外部的SDRAM是1M×16bits；接著由主機(jī)向0x0C寄存器寫0x03，以使能FIFOReady和End of Data中斷；然后由主機(jī)向0x11寄存器寫0x1，以設(shè)定工作模式為內(nèi)部內(nèi)存寫模式；再由主機(jī)向0x10寫0x20，以設(shè)定SZ1510輸出數(shù)據(jù)的FIFO大小為256字節(jié)；最后對每塊程序空間進(jìn)行二進(jìn)制代碼裝載，其具體過程如下：

　　(1)主機(jī)寫0x3F寄存器，選擇下載程序空間；

　　(2)主機(jī)向0x08寄存器寫0x04，發(fā)送開始命令；

　　(3)主機(jī)等待Ready中斷；

　　(4)主機(jī)通過讀0x0e寄存器，清除Ready中斷；

　　(5)主機(jī)向Data_in寄存器0x01寫256個字節(jié)；

　　(6)主機(jī)等待EOD(End 0f Data)中斷，

　　(7)主機(jī)通過讀0x0e寄存器，清除EOD中斷；

　　(8)主機(jī)查程序空間的代碼是否裝載完畢，如沒有則繼續(xù)裝載。

　　4 結(jié)束語

　　本系統(tǒng)可實(shí)時長時間記錄攝像頭傳輸?shù)钠囃獠考败噧?nèi)各儀表顯示的視頻信號，所記錄的壓縮數(shù)據(jù)流符合MPEG-1圖像壓縮標(biāo)準(zhǔn)。本設(shè)計中采用的壓縮視頻流速率為1.5 Mbps。對于一個3GB的電子盤，本系統(tǒng)可連續(xù)記錄超過4.5個小時的汽車視頻數(shù)據(jù)。由此可見，本系統(tǒng)體積小、功耗低，便于移動環(huán)境下對視頻數(shù)據(jù)的實(shí)時長時間壓縮數(shù)據(jù)記錄。