DSP+FPGA嵌入式多路视频监控系统硬件平台

　　近几年来，尤其是911以后，各种场合的视频监控的需求日益旺盛，并且同一场合可能需要同时监控多个目标，这给我们提出了尽可能地降低单路视频处理成本的要求。用单个DSP处理器完成尽可能多路的数字视频压缩处理，将无疑是降低单路视频监控成本的有效方法。幸运的是，随着DSP处理性能的不断提高，及嵌入式数字视频编解码算法的进一步优化和日趋完善、成熟，使得单个DSP完成多达8路CIF格式的数字视频压缩处理成为可能。本文采用TI公司最新推出的 Davinci系列DSP中的一款TMS320DM6437和Xilinx公司的高性能、低成本Spartan-3系列FPGA来构建一个高性能、低成本的嵌入式多路视频监控系统硬件平台。

　　嵌入式多路视频监控系统硬件平台系统

　　为了尽可能降低嵌入式视频监控系统的单路成本，合理地选择一款DSP处理器，使其完成尽可能多路的数字视频压缩处理，将无疑是一种直接、而有效的方法。TI公司最新推出的Davinci系列DSP是专门为数字媒体应用优化设计的，是其在大家熟知的、已得到广泛应用的TMS320DM642数字媒体处理器基础上的升级产品，处理性能更进一步提高，片上外设更适合于视频处理系统的要求，其中的TMS320DM6437更是高性能、低成本的代表。本文选用其作为嵌入式多路视频监控系统的主处理器，在数字视频编码器算法优化合理的情况下，其可以实现8路CIF格式的H.264编码处理。

　　但TMS320DM6437只有1个数字视频输入接口，为了接口8路视频解码器，需要在视频解码器与TMS320DM6437的视频输入接口之间增加耦合逻辑，高性能、低成本、可编程的FPGA可以方便实现二者之间的耦合逻辑。另外，FPGA上含有丰富的资源，可用来实现某些图像已处理功能，比如，图像大小的缩放，防眩光等。

　　以此所构建的DSP + FPGA嵌入式多路视频监控系统硬件平台系统框图如图1所示。

图1 DSP+FPGA的多路视频监控系统硬件平台

　　TMS320DM6437概述

　　TMS320DM6437是TI公司2006年推出的、专门为高性能、低成本视频应用开发的、主频600MHz的、32位定点DSP。TMS320DM6437具有下列特点：

　　采用TI第3代超长指令集结构(VelociTI.3)的TMS320C64x+ DSP内核，主频可达600MHz，支持8个8位或4个16位并行MAC运算，峰值处理能力高达4800MIPS，可实时处理8路CIF或3路D1格式的H.264编码算法。

　　采用2级Cache存储器体系结构，片上有32K字节RAM/Cache可配置的1级程序存储器L1P，48K字节RAM + 32K字节RAM/Cache可配置的1级数据存储器L1D，和128K字节RAM/Cache可配置的2级程序/数据存储器L2，存储器体系结构更灵活、合理，有利于提高图像处理代码/数据的吞吐率。