基于TMS320 DM642的多路視頻處理

引言

　　但是隨著視頻監(jiān)控市場的飛速擴(kuò)大，目前市面上的一些視頻監(jiān)控系統(tǒng)缺點(diǎn)逐漸顯現(xiàn)，包括成本高昂、路數(shù)少、實(shí)時(shí)性差以及畫質(zhì)不佳，且由于不同場合監(jiān)控需求不一樣使得用戶對(duì)監(jiān)控產(chǎn)品的靈活性和針對(duì)性提出了更高的要求。本設(shè)計(jì)采用TI公司的TMS320DM642多媒體處理芯片作為主控芯片，將成本控制在可行范圍內(nèi)，并且充分利用芯片內(nèi)核的高速處理能力保證監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)時(shí)性，是一種兼顧成本及監(jiān)控質(zhì)量的好方法。

　　TMS320DM642(以下簡稱DM642)是TI公司的一款專門為數(shù)字媒體應(yīng)用設(shè)計(jì)開發(fā)的32-bit定點(diǎn)DSP芯片，具備高性能的C64x數(shù)字信號(hào)處理器內(nèi)核外且集成了豐富的外設(shè)資源，如可配置的音視頻接口、以太網(wǎng)MAC控制器、JATG仿真器接口等。

　　圖1為整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。以DM642為核心，主要包括視頻模塊、存儲(chǔ)模塊、通信模塊以及其他外圍電路部分。視頻模塊由四塊編碼器芯片和一塊解碼器芯片組成，采用切換方式以支持四路復(fù)合視頻輸入和一路視頻輸出顯示;存儲(chǔ)模塊通過DM642的EMIF接口擴(kuò)展片外存儲(chǔ)器SDRAM和FLASH，并通過CPLD控制FLASH片內(nèi)分頁寄存器的讀寫;通信模塊部分利用CPLD控制并口傳輸模式，實(shí)現(xiàn)時(shí)序邏輯以及數(shù)據(jù)傳輸，使整個(gè)系統(tǒng)作為從設(shè)備接受主設(shè)備控制以完成特定的圖像處理運(yùn)算等。

　　系統(tǒng)硬件架構(gòu)

　　電源管理模塊

　　DM642采取雙電源供電方式：CPU內(nèi)核電壓+1.4V，電流793mA;外圍I/O電壓+3.3V，電流165mA。這兩個(gè)獨(dú)立電壓在供電時(shí)需要嚴(yán)格按照順序進(jìn)行，保證內(nèi)核電源先上電，最晚也應(yīng)當(dāng)與I/O電源同時(shí)上電，避免對(duì)芯片造成危害。

　　電源芯片，采用TI公司的TPS54310，它利用電路板上5V電源驅(qū)動(dòng)兩個(gè)線性穩(wěn)壓模塊，經(jīng)過兩路電壓轉(zhuǎn)換生成所需的+1.4V及+3.3V電壓。

　　上電過程中，在內(nèi)核電壓和I/O電源達(dá)到要求的電壓之前需確保系統(tǒng)時(shí)鐘處于復(fù)位狀態(tài)，以避免產(chǎn)生不受控制的狀態(tài)。因此采用TI公司的電源檢測芯片TPS3823-33，它能夠?qū)ο到y(tǒng)使用最多 的+3.3V電壓進(jìn)行監(jiān)測，并且允許系統(tǒng)中各芯片在任意時(shí)刻通過復(fù)位來調(diào)整工作狀態(tài)。

　時(shí)鐘電路

　　為了降低片外時(shí)鐘頻率，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性，在設(shè)計(jì)DSP系統(tǒng)時(shí)應(yīng)盡量使用DSP片內(nèi)鎖相環(huán)(PLL)。在本設(shè)計(jì)中選用外部50MHz的時(shí)鐘源，經(jīng)過PLL進(jìn)行12倍頻后得到CPU所需的600MHz主頻。在本設(shè)計(jì)中，采用1/4CPU時(shí)鐘為ECLKIN提供150MHz的時(shí)鐘，并通過ECLKOUT1引腳將時(shí)鐘提供給SDRAM的CLK引腳。

　　整個(gè)系統(tǒng)中使用到的時(shí)鐘頻率還有視頻編解碼芯片的14.31818MHz時(shí)鐘，它與DSP主時(shí)鐘一樣都采用外部晶振。

　　外部存儲(chǔ)器

　　本系統(tǒng)主要用于視頻圖像處理，在處理過程中會(huì)產(chǎn)生海量數(shù)據(jù)，而DM642片內(nèi)僅有256KB的RAM，所以必須擴(kuò)展大容量的外部存儲(chǔ)器才能夠滿足數(shù)據(jù)處理的需要。

　　本設(shè)計(jì)采用兩片Hynix公司的HY57V283220T(4M×32bit)SDRAM芯片構(gòu)成64bit外部RAM空間;采用一片AM29LV033C(4M×8bit)FLASH芯片構(gòu)成外部ROM空間。將上述兩片SDRAM芯片并聯(lián)構(gòu)成64-bit位寬、32MB大小的存儲(chǔ)空間映射到配置為同步動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器接口、64bit位寬的CE0子空間。