基于DM642的视频处理系统设计与实现.doc

基于DM642的视频处理系统设计与实现
时间：2009-03-1009:12:02来源：HYPERLINK"http://"\t"_blank"国外电子元器件作者：郭慰萱，郭宝龙

1引言在视频处理领域，由于处理的数据量大，算法复杂度高，使得处理的实时性成为难题。如果使用专门的视频算法器件，在保证实时性的同时却使系统的灵活性大大降低。TI公司的TMS320DM642(简称DM642)以其高速的运算能力及丰富的外设接口，在多媒体领域得到了广泛应用。
2系统设计方案2．1系统的硬件结构图1给出系统的结构框图。以DM642为核心，包括视频输入输出模块，存储模块，通信模块等。其中输入输出模块由2片解码器和一片编码器构成，可以同时输入2路视频，输出一路视频。存储模块主要由Flash和2片SDRAM组成。此外系统还包括JTAG仿真接口和网口，可以方便地与外界通信。

2．2系统电源设计DSP系统电源设计模块是关键，高精度的供电才能保证系统正常工作。系统采用5V电源驱动2个MOSFET的DC—DC调整器(TPS54310)分别供给DSP的核心电压CVDD(1．4V)和外围电压DVDD(3.3V)。在3.3V和1.4V电源之间连接肖特基二极管，保证DM642内核和外部端口同时供电。TI公司的TPS543lO的输出精度是1％，完全满足DSP工作要求。视频输入器件SAA7113H、视频输出器件SAA7105H和CPLD都需要3.3V供电，选用AMSlll7—3.3V为这些器件供电。系统的地分为系统地、视频输入地、视频输出模拟地、音频模拟地和网络模拟地6部分。从电源进来的是系统地。在PCB设汁中，各地与系统地之间采用220Ω、100MHz的磁珠在一点连接起来。调试中，只要电源部分工作正常，都可以通过JTAG口将程序下载到DM642中，进而调试其他模块。2．3视频输入与输出DM642集成有3个视频(VideoPort，VP)口，每个视频口是由20bit数据线、2个时钟信号VPxCLK0(输入)和VPx-CLKl(输入／输出)、3个控制信号VPxCTL0、VPxCTLl和VPx-CTL2组成。时钟信号作为视频源的时钟信号输入／输出，控制信号作为视频源的同步信号输入／输出(行同步、帧同步、场标志，视频采集使能等)。每个视频口被分为上(B)、下(A)2个通道，VP0的A通道与McBSPO复用，VPl的A通道与McB—SPl复用，VP0和VPl的B通道与McASP复用，VP2则为单功能引脚。每个视频口可被配置为视频输入口或视频输出口，但是上(B)、下(A)2个通道只能同时被配置为输入口，或同时被配置为输出口，不能一个通道配置为输入口，另一个通道配置为输出口。系统将VP0和VPl配置成为单通道视频输入和McASP口，VP2配置成为单通路的视频输出口。VPO与VPl配置为单通道视频输入口时，VPxCLK0作为视频源的输入时钟，VPxCLK1未用。而VPxCTL0、VPxCTLl和VPxCTL2则分别作为视频源中的时基码控制。当CAPEN信号无效或在EAV和SAV时基码之间时，将不对视频数据流进行采样。BT．656视频数据流采集的起始、水平同步、垂直同步等，受输入信号CAPEN和视频通道控制寄存器VCxCTL(x=A、B)中的VCEN、EXC、HRST、VRST、FLDD等控制位组合控制。当配置为单通道视频输出口时，VPxCLK1作为视频源输出时钟，VPxCLK0作为输入时钟。而VPxCTL0、VPxCTLl和VPxCTL2分别作为输出视频的HSYNC／HBLNK／AVID/FLD、VSYNC／VBLNK／CSYNC／FLD、CBLKN/FLD。3个VP口均作为8位视频接口，使用lO位数据总线中的高8位，即VPxD[9：2]。系统的视频解码和视频编码器分别选用Philips公司的SAA7l13H和SAA7105H，图2给出视频解码和DM642的连接图。图3给出视频编码和DM642的连接图。其中SAA7lO5H支持复合视频(CVBS)输出、超级视频(S-Video，Y／C)输出和VGA输出，系统同时外扩了这3种接口，用户可通过I2C总线对其内部寄存器设置来实现不同的输出。

当SAA7105H工作在VGA输出时，其工作时钟的上升沿和下降沿都要接收数据，图3中VP2与SAA7105H的连接方式，只用到VP2的8位数据线，因此VP2在每个时钟周期只有在上升沿输出8位数据，无法满足SAA7105H的工作要求。这就要求VP2的工作频率是SAA7105H的2倍，两者才可以正确传输数据，该时钟关系在CPLD里实现。2．4地址空间映射DM642的程序／数据空间以字节为单位进行统一编址，整个寻址空间为4G字节。其片上存储器，片上外设及外部存储器接口(EMIF)均映射到此4G字