基于TMS320 DM642的多路視頻處理

引言

　　但是隨著視頻監(jiān)控市場的飛速擴大，目前市面上的一些視頻監(jiān)控系統(tǒng)缺點逐漸顯現(xiàn)，包括成本高昂、路數(shù)少、實時性差以及畫質(zhì)不佳，且由于不同場合監(jiān)控需求不一樣使得用戶對監(jiān)控產(chǎn)品的靈活性和針對性提出了更高的要求。本設計采用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)實時性，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)字媒體應用設計開發(fā)的32-bit定點DSP芯片，具備高性能的C64x數(shù)字信號處理器內(nèi)核外且集成了豐富的外設資源，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為整個系統(tǒng)的結構框圖。以DM642為核心，主要包括視頻模塊、存儲模塊、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合視頻輸入和一路視頻輸出顯示;存儲模塊通過DM642的EMIF接口擴展片外存儲器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，實現(xiàn)時序邏輯以及數(shù)據(jù)傳輸，使整個系統(tǒng)作為從設備接受主設備控制以完成特定的圖像處理運算等。

　　系統(tǒng)硬件架構

　　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。這兩個獨立電壓在供電時需要嚴格按照順序進行，保證內(nèi)核電源先上電，最晚也應當與I/O電源同時上電，避免對芯片造成危害。

　　電源芯片，采用TI公司的TPS54310，它利用電路板上5V電源驅(qū)動兩個線性穩(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電源達到要求的電壓之前需確保系統(tǒng)時鐘處于復位狀態(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電壓進行監(jiān)測，并且允許系統(tǒng)中各芯片在任意時刻通過復位來調(diào)整工作狀態(tài)。

　時鐘電路

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

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

　　外部存儲器

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

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