一種新的車(chē)載數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)的設(shè)計(jì)方案

由于主/從DSP 各有2 路視頻輸入，所以總共可以實(shí)現(xiàn)4 路視頻輸入，但需要通過(guò)PCI進(jìn)行圖像數(shù)據(jù)交換，才能實(shí)現(xiàn)4 路圖像的現(xiàn)場(chǎng)顯示和資源合理分配。也就是主DSP 采集完視頻數(shù)據(jù)后必須通過(guò)DMA 寫(xiě)入從DSP 的內(nèi)存，并通過(guò)中斷告知從DSP；而從DSP 采集完視頻數(shù)據(jù)后也必須通過(guò)中斷通知主DSP 讀取數(shù)據(jù)。這樣就可以實(shí)現(xiàn)4 畫(huà)面的現(xiàn)場(chǎng)顯示和4路雙碼流MPEG4 編碼設(shè)計(jì)，還可以減輕主DSP 的負(fù)擔(dān)，使主DSP 可以有更多的資源來(lái)實(shí)現(xiàn)增值應(yīng)用，如廣告影片的播放，GPS 行車(chē)定位和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等。
三、軟件設(shè)計(jì)
本方案采用 Nexperia 平臺(tái)提供的pSOS 嵌入式操作系統(tǒng)，由于此操作系統(tǒng)是philips 提供的專用操作系統(tǒng)，有著成熟的大規(guī)模應(yīng)用，在PNX1700 上有很好的表現(xiàn)，如實(shí)時(shí)性、穩(wěn)定性和擴(kuò)展性等都不比其他的商業(yè)嵌入式操作系統(tǒng)差。程序分兩部分，一部分是從程序，比較簡(jiǎn)單，主要是4 路編碼的實(shí)現(xiàn)；另一部分是主程序的設(shè)計(jì)，比較復(fù)雜，主要實(shí)現(xiàn)傳輸編碼、文件存儲(chǔ)管理、回放和控制等。
圖 3 是從程序的軟件處理流程示意圖，從圖3 可以看出，從程序主要的工作就是實(shí)現(xiàn)視頻和音頻數(shù)據(jù)的編碼，其中2 路的圖像數(shù)據(jù)由主DSP 提供并通過(guò)PCI 中斷告知。由于PNX1700 支持4 通道立體聲采集，所以音頻數(shù)據(jù)可以本地采集。當(dāng)編碼完成后，數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的緩沖處理并發(fā)送中斷通知主DSP，主DSP 接收到中斷請(qǐng)求后主動(dòng)讀取并經(jīng)文件系統(tǒng)處理后完成存儲(chǔ)。

圖 4 是主DSP 程序的視頻流處理流程示意圖，從圖4 可以看出，主程序接收到視頻采集完成中斷后不但要進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)顯示，還要通過(guò)PCI 的DMA 寫(xiě)到從DSP 的內(nèi)存，并發(fā)送中斷通知從DSP；如果是需要顯示從DSP 采集的圖像數(shù)據(jù)，還需要處理從DSP 的中斷請(qǐng)求，通過(guò)PCI 的DMA 讀取緩存在從DSP 內(nèi)存的圖像數(shù)據(jù)，就可以實(shí)現(xiàn)任意單路或多畫(huà)面合成的現(xiàn)場(chǎng)顯示。如果需要雙碼流傳輸，則可以進(jìn)行編碼傳輸。

圖 5 是主DSP 程序錄像數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和播放流程的示意圖。對(duì)于非車(chē)載應(yīng)用，錄像數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)文件系統(tǒng)處理后就可以直接存儲(chǔ)到大容量硬盤(pán)。但由于車(chē)載環(huán)境存在強(qiáng)烈的震動(dòng)，不但讀寫(xiě)不可靠，還很容易損壞機(jī)械硬盤(pán)，所以本方案設(shè)計(jì)了一個(gè)獨(dú)特的停車(chē)自動(dòng)備份功能，也就是在行車(chē)過(guò)程中產(chǎn)生的錄像數(shù)據(jù)通過(guò)專用文件系統(tǒng)臨時(shí)保存在CF 卡中，當(dāng)系統(tǒng)檢測(cè)到停車(chē)狀態(tài)時(shí)再喚醒硬盤(pán)并把CF 卡的錄像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到硬盤(pán)，這樣硬盤(pán)就不需要復(fù)雜和昂貴的避震系統(tǒng)，不管多差的路況都不會(huì)損害硬盤(pán)，可以輕松和可靠地實(shí)現(xiàn)行車(chē)錄像資料的長(zhǎng)時(shí)間保存，并可以大大提高錄像機(jī)的可靠性和穩(wěn)定性，延長(zhǎng)硬盤(pán)的使用壽命。錄像資料可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)和 USB 磁盤(pán)進(jìn)行備份，還可以用刻錄機(jī)刻錄以便長(zhǎng)期保存?zhèn)洳椤?br />如果配套一個(gè)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控中心，則可以通過(guò)GPRS 等無(wú)線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，構(gòu)建一個(gè)完備的移動(dòng)設(shè)備監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
四、增值應(yīng)用
針對(duì)車(chē)載應(yīng)用市場(chǎng)，車(chē)載數(shù)字錄像機(jī)的增值應(yīng)用有著非常巨大的應(yīng)用空間，比如廣告、影片、GPS 導(dǎo)航、GPRS 遠(yuǎn)程傳輸和行車(chē)記錄（汽車(chē)黑匣子）等。本系統(tǒng)由于采用了雙DSP設(shè)計(jì)，有比較豐富的接口資源和DSP 資源，也就為增值應(yīng)用提供了足夠的資源空間。特別是采用雙輸出設(shè)計(jì)，可以實(shí)現(xiàn)播放廣告影片和預(yù)覽/回放錄像資料互不影響。
五、總結(jié)
車(chē)載硬盤(pán)錄像機(jī)作為適合車(chē)輛的監(jiān)控設(shè)備，隨著社會(huì)認(rèn)同度的增加和其功能的不斷完善，它的適用范圍將越來(lái)越廣，作用將越來(lái)越大。不僅在長(zhǎng)途大巴、公共汽車(chē)上將被廣泛的應(yīng)用，而且在火車(chē)、船舶、救護(hù)車(chē)、消防車(chē)、公安交警用車(chē)、物資運(yùn)輸車(chē)、旅行車(chē)、機(jī)關(guān)、學(xué)校、幼兒園等單位的接送專車(chē)上都有十分廣泛的用途。車(chē)載數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)將為社會(huì)更加文明，生活更加安全起到十分重要的作用。
本文作者創(chuàng)新點(diǎn)：
1）基于兩顆高性能DSP，采用先進(jìn)的MPEG4 壓縮算法，通過(guò)PCI 組成四路實(shí)時(shí)雙碼流多功能車(chē)載數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)。
2）行車(chē)時(shí)選用CF 卡為存儲(chǔ)設(shè)備，運(yùn)用停車(chē)自動(dòng)備份的策略，這樣可避免在行車(chē)過(guò)程中使用機(jī)械硬盤(pán)，大大提高了車(chē)載數(shù)字硬盤(pán)錄像機(jī)的可靠性。