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- 男
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1 引言 随着视频编解码技术、计算机多媒体技术、数字信号处理技术和嵌入式系统的发展，以嵌入式处理器为核心的视频处理系统在市场上崭露头角。如果可以建立一种较通用的视频处理平台，在此平台上根据不同的需求做进一步的开发，就可以利用现有的技术，缩短视频处理平台的开发周期。本文对建立这样的平台进行研究和实现。
图1 视频信息处理系统结构框图
2 系统方案设计
本方案实现的视频信息处理系统包括通用控制处理、视频信息处理两大部分，其结构如图1所示。该系统包括三路视频输入以及一路音频输入，并支持视频的实时回放。DSP视频处理子系统作为从系统，接收ARM的控制，并与ARM有大量的视频数据交换。
通用控制模块以ARM处理器为核心，负责系统的通用控制和DSP视频处理的通信控制。ARM芯片选用ARM9-S3C2410，它最高工作频率可达203MHz，为手持设备和一般类型应用提供了低价格、低功耗、高性能的解决方案。
视频处理模块以DSP芯片为核心，负责视频数据的采集、视频回放、视频存储等功能。本文DSP处理器选用TMS320DM642，它是一款面向多媒体数据处理的高性能、数字视频定点信号处理器。
3 系统控制模块的软硬件设计
整个系统的开发包括底层硬件电路设计、设备驱动层开发以及应用程序层的实现三部分。
图2 S3C2410的嵌入式控制的硬件结构图
4 ARM硬件结构设计
ARM主控模块的主要硬件设计包括CPU主控模块、数据存储系统、模拟/数字信号的采集模块等部分。其硬件结构如图2所示。ARM模块的主要电路设计包括处理器系统、存储子系统、调试子系统、扩展子系统以及人机交互系统等几大部分。
5 系统软件设计
为了满足系统功能，系统程序大致可分为两部分：应用程序和底层驱动程序。这些应用程序通过操作系统的设备驱动程序，与底层硬件相隔离。在Linux操作系统下开发的驱动程序，主要包括UART驱动、USB驱动、LCD驱动、键盘驱动、HPI通信驱动等。应用程序分为数据采集、显示、数据保存、按键查询、HPI通信等任务进程。
6 DSP视频处理模块的软硬件设计
视频接口
系统实现四路视频输入接口与一个通路的视频输出接口。四路的视频输入接口可以同时完成对四路视频信号的采集。视频解码电路选用TVPS 150BPS，视频编码电路选用SAA7121H。视频编码与解码均支持NTSC和PAL格式。
DM642的视频接口设计
DM642上集成了三个Video Port(简称VP)口。每个视频口被分为上(A)、下(B)2个通道。每个视频口可配置为视频输入或视频输出口，但是上下两个通道只能同时被配置为输入或输出口，不能一个配置为输入，另一个配置为输出。DM642的视频口作为8位视频口时，使用10位数据总线中的高8位，即VPxD [9:2]或VPxD[19:12]。VPO与VP1可配置为单通道的视频输入/输出McBSPx和McASP口，VP2可配置为双通道的输入/输出口。在该系统中，VPO的A通道配置为单通道的视频输入口或输出口，B通道配置为一路音频输入;VP1的A通道分为第2通道视频输入。VP3的A、B通道分为第3、4通道视频输入。
视频编码接口设计
视频编码器SAA7121H支持PAL与NTSC格式的视频编码。其输入支持BT.656格式的数字视频。同时，它可支持1路复合视频(CVB S)输出和1路超级视频(S-Video，Y/C)输出。对SAA7121H的配置也是通过IIC总线来完成。
TMS320DM642的VP口支持BT.656格式的数字视频流的显示功能，能与SAA7121H的数据口进行无缝连接。在该系统中使SAA7121H与一片TVP5150复用一个VP端口(VPOA(端口。其与DSP的接口如图3所示。 |
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