基于TMS320DM355高清紅外攝像機(jī)設(shè)計(jì)

自然界的圖像從鏡頭折射后，進(jìn)入到CCD感光器上，CCD感光器將收集到的信息轉(zhuǎn)換為RGB貝爾模板格式，傳送給DM355的視頻處理前端預(yù)覽引擎，并將圖像數(shù)據(jù)由RGB貝爾模板格式轉(zhuǎn)換為YUV422格式，通過(guò)視頻處理前端的直方圖模塊，可以統(tǒng)計(jì)計(jì)算出原始圖像的信息，用于圖像處理和圖像內(nèi)容的識(shí)別。自動(dòng)聚焦／曝光／白平衡模塊，也可以根據(jù)直方圖模塊統(tǒng)計(jì)計(jì)算的結(jié)果做相應(yīng)的調(diào)節(jié)操作。為了看到高清視頻演示，在輸出接口前外接選用合適的提幀擴(kuò)展芯片THS8200，用來(lái)支持HDTV的720p格式的信號(hào)輸出。
DM355通過(guò)EMIF接口與DM9000A芯片相聯(lián)，DM355與DM9000A之間的數(shù)據(jù)傳輸采用默認(rèn)的FIFO模式。系統(tǒng)上電時(shí)，DM355主芯片通過(guò)I2C總線配置DM9000A內(nèi)部寄存器，初始化DM9000A；初始化完畢，DM9000A進(jìn)入數(shù)據(jù)收發(fā)等待狀態(tài)；DM355處理完視頻數(shù)據(jù)后，將視頻數(shù)據(jù)打包成UDP數(shù)據(jù)包，并通過(guò)總線將發(fā)送到DM9000A的數(shù)據(jù)發(fā)送緩存中，然后將數(shù)據(jù)長(zhǎng)度等信息填充到DM9000A的相應(yīng)寄存器內(nèi)，當(dāng)使能信號(hào)到達(dá)時(shí)，開(kāi)始，發(fā)送數(shù)據(jù)。當(dāng)DM9000A接收到外部網(wǎng)絡(luò)送來(lái)的數(shù)據(jù)時(shí)，首先檢測(cè)收到的數(shù)據(jù)幀是否合法，若存在幀頭標(biāo)志有誤，則丟棄幀數(shù)據(jù)，否則緩存到內(nèi)部RAM，并通過(guò)中斷標(biāo)志位通知DM355，由DM355對(duì)DM9000A接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
1．3 電源模塊設(shè)計(jì)
電源模塊的主要功能是為整個(gè)系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電源供應(yīng)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，考慮到各個(gè)芯片的供電需求，將供電電壓設(shè)置為1．3 V，1．8 V，3．3 V，5 V共4種電平的供應(yīng)。在DM355系統(tǒng)中采用電源和休眠控制器控制電源和始終的開(kāi)／關(guān)或重啟。在電源系統(tǒng)設(shè)計(jì)中使用到了電容的去耦和旁路，以防止能量從一個(gè)電路傳到另一個(gè)電路，進(jìn)而提供配電系統(tǒng)的質(zhì)量。
1．4 DM355存儲(chǔ)電路和接口控制邏輯設(shè)計(jì)
視頻處理主模塊以DM355以及輔助外設(shè)共同完成高清晰視頻的MPEG-4編碼，NAND FLASH用于保存U-Boot，Linux操作系統(tǒng)以及Ramdisk文件系統(tǒng)，還包括JTAG調(diào)試接口、異步外設(shè)存儲(chǔ)器接口。
為使DM355能夠快速可靠的運(yùn)行，設(shè)計(jì)中采用了SDRAM和FLASH的外圍存儲(chǔ)方式。SDRAM利用單一的系統(tǒng)時(shí)鐘對(duì)數(shù)據(jù)、地址和控制信號(hào)進(jìn)行同步，可以顯著地提高系統(tǒng)性能，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)，提供高速的數(shù)據(jù)傳輸。AEMIF接口支持NAND FLASH存儲(chǔ)器，NANDFLASH片內(nèi)尋址采用26位地址形式，運(yùn)用仿真器將DDR2中一段存儲(chǔ)區(qū)的數(shù)據(jù)(如Bootloader)寫(xiě)到NAND FLASH存儲(chǔ)空間，并能夠被UBL讀到DDR2中運(yùn)行。

設(shè)計(jì)中采用的NAND FLASH存儲(chǔ)器芯片，以擴(kuò)展程序存儲(chǔ)空間，它實(shí)現(xiàn)了與DM355的AEMIF接口進(jìn)行無(wú)縫連接，圖3所示為AEMIF外部引腳與NANDFLASH簡(jiǎn)化接口圖，AEMIF的地址線用于NANDFLASH的命令鎖存使能信號(hào)(CLE)和地址鎖存使能信號(hào)(ALE)，任何EMIF地址引腳都可以當(dāng)作CLE和ALE驅(qū)動(dòng)NAND FLASH，但是在本設(shè)計(jì)中NANDFLAsH主要用于保存DM355啟動(dòng)的U-Boot文件和MontaVista linux操作系統(tǒng)的內(nèi)核，在啟動(dòng)操作系統(tǒng)時(shí)，CLE和ALE需要一直使用，所以選用EMIF地址引腳中的EMA[2：1]作為CLE和ALE信號(hào)，因?yàn)镋MA[2：1]沒(méi)有與其他外設(shè)引腳復(fù)用，可以用作惟一功能控制NAND FLASH。

2 結(jié)語(yǔ)
高清晰度攝像機(jī)的在今后的日常生活中將被廣泛應(yīng)用，基于TMS320DM355高清攝像機(jī)，具有成本低，功耗小的特點(diǎn)，可用于便攜式設(shè)備，監(jiān)控等場(chǎng)合。本論文設(shè)計(jì)了高清攝像機(jī)的硬件平臺(tái)，為下面的軟件設(shè)計(jì)提供了開(kāi)發(fā)平臺(tái)。由CCD獲得原始圖像，經(jīng)過(guò)DM355芯片的處理，獲得高清數(shù)字圖像，不僅可以對(duì)提取的信號(hào)進(jìn)行分析識(shí)別，有選擇的保存重要信息，而且通過(guò)分析后，在存儲(chǔ)過(guò)程中只存儲(chǔ)有價(jià)值信息。