基于DSP芯片TMS320DM642的嵌入式無(wú)線視頻監(jiān)控系統(tǒng)

圖4 系統(tǒng)串口通信接口

2.5 DE及USB通信模塊

本系統(tǒng)中對(duì)采集視頻要進(jìn)行本地?cái)?shù)據(jù)存儲(chǔ),采用CF卡或IDE硬盤來(lái)保存數(shù)據(jù),在通過(guò)USB2.0將保存于CF卡或DE硬盤中的數(shù)據(jù)在需要時(shí)讀出。DM642與DE接口通過(guò)GAL16LV8產(chǎn)生的信號(hào)進(jìn)行控制。

TUSB6250采用內(nèi)嵌8051內(nèi)核的USB2.0到ATA/ATAPI橋接器,其完全兼容USB2.0標(biāo)準(zhǔn),支持八個(gè)可配置終端(四路輸入和四路輸出)。內(nèi)部集成USB存儲(chǔ)設(shè)備傳輸協(xié)議,與ATA/ATAPI設(shè)備無(wú)縫連接。

內(nèi)部集成的60MHz8051微處理器指令速度可達(dá)30MIPS,40kbyteRAM可靈活的配置為數(shù)據(jù)或代碼RAM,13個(gè)通用I/O口能進(jìn)行各種通信和控制使用,并有I2C接口。在本系統(tǒng)中通過(guò)I2C和HPI總線實(shí)現(xiàn)DSP和TUSB6250之間的通信。DE及USB部分接口見(jiàn)圖5。

圖5 DM642與IDE及USB部分接口

2.6 電源及其它模塊

DM642采用雙電源供電,內(nèi)核電源采用為1.4V消耗電流為890mA;I/O電源采用3.3V消耗電流為210mA。由于內(nèi)核電源電壓低同時(shí)消耗電流較大,如果采用LDO電源效率較低,消耗功率將加大,所以在本系統(tǒng)中采用兩個(gè)開關(guān)電源芯片TPS54310分別產(chǎn)生3.3V和1.4V電源,電源效率可達(dá)90%以上。

DM642提供了16個(gè)通用I/O,通過(guò)這些I/O實(shí)現(xiàn)鍵盤輸入、控制開關(guān)量輸入與輸出。DM642的視頻端口VP3配置為輸出直接與LCD連接。另外,系統(tǒng)中采用DS1338作為實(shí)時(shí)時(shí)鐘,提供實(shí)時(shí)時(shí)間信息。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)

3.1 原理圖設(shè)計(jì)

DM642內(nèi)部運(yùn)行頻率是通過(guò)外部時(shí)鐘輸入經(jīng)內(nèi)部PLL倍頻后得到,PLL倍頻可通過(guò)CLKMODE1和CLKMODE2管腳來(lái)選擇x1、x6或x12,因此這兩個(gè)管腳外部一定要接相應(yīng)的電阻可調(diào),以便DM642可在不同速度下運(yùn)行。

DM642有多種BOOT啟動(dòng)模式可選,如果選擇EMIFA的FLASH作為啟動(dòng)時(shí),FLASH的片選必須接到TCE1上。DM642可選字節(jié)順序的大/小模式、外設(shè)的PCI、HPI、EMAC模式的選擇是通過(guò)復(fù)位時(shí)LENDIAN、PCI_EN、PCI_EEAI、HD5、MAC_EN管腳的電平?jīng)Q定,一定要考慮其在復(fù)位時(shí)電平值做成可調(diào)的。

對(duì)于仿真器的EMU[1∶0]保證已經(jīng)上拉,TRST下拉。另外,在AARDY管腳不使用時(shí)要保證其為高電平,NMI管腳不使用時(shí)要接地,在選擇HPI模式時(shí)要保證HPI控制信號(hào)電平正確,同時(shí)對(duì)其他不使用的輸入管腳進(jìn)行正確處理。

3.2 PCB設(shè)計(jì)

DM642作為高性能數(shù)字媒體處理器不僅內(nèi)部具有很高的運(yùn)行頻率600MHz、720MHz和1GHz,而且與外部的SDRAM的總線速度也達(dá)到100MHz或133MHz,如果外部的SDRAM由于布線原因達(dá)不到設(shè)計(jì)的希望速度,會(huì)降低系統(tǒng)的性能。

對(duì)于100MHz以上的信號(hào)總線,存在信號(hào)完整性問(wèn)題。要保證信號(hào)的完整采用如下方法,對(duì)于SDRAM的時(shí)鐘線盡量要短,到兩個(gè)SDRAM的長(zhǎng)度盡量相等;FLASH等其他外設(shè)不要直接與數(shù)據(jù)和地址總線連接,而應(yīng)通過(guò)緩沖芯片(如SN74LVT16245B)連接;高速總線上要串入小阻值電阻,阻值大小可通過(guò)仿真得到,同時(shí)對(duì)線路更加要求進(jìn)行阻抗限制。

DM642內(nèi)部有PLL,對(duì)于PLL外部所接器件要盡可能靠近芯片,而且必須放在線路板的一面上。對(duì)于JTAG的連線長(zhǎng)度不能超過(guò)6in,如果超過(guò) 6in長(zhǎng)要加驅(qū)動(dòng)。本系統(tǒng)中既有模擬部分又有數(shù)字部分,要注意模擬電源和數(shù)字電源的設(shè)計(jì),盡量減少數(shù)字信號(hào)對(duì)模擬信號(hào)的干擾,否則對(duì)采集的視頻信號(hào)會(huì)有雪花、條紋,音頻信號(hào)產(chǎn)生噪音等。對(duì)視頻、音頻芯片盡量采用單獨(dú)的電源芯片供電,模擬地和數(shù)字地要單點(diǎn)或采用磁珠相連。

4 結(jié)束語(yǔ)

依據(jù)以上硬件設(shè)計(jì)完成基于DM642的嵌入式無(wú)線視頻監(jiān)控系統(tǒng),該系統(tǒng)以高速DSP為核心,輔以相應(yīng)的外圍電路,實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)H.264視頻編解碼。目前,該系統(tǒng)已經(jīng)順利通過(guò)調(diào)試,連續(xù)運(yùn)行穩(wěn)定,為公安、交通、水利等行業(yè)的無(wú)線視頻監(jiān)控提供切實(shí)可行的方案,具有非常高的應(yīng)用價(jià)值。