数字视频监控单元的设计

　　0 引言

　　视频监控系统已经广泛地应用在日常生活中，其稳定、可靠的工作已经成为保证人民生产、生活正常运转的必要条件。可靠快速地采集输入、编解码以及处理传输成为视频处理设备设计的关键点。本文介绍了一种基于达芬奇技术的数字视频单元。单元主要完成对视频信息的智能采集处理功能和集成影象处理功能。

　　1 视频单元的组成及硬件设计

　　视频单元以TMS320DM365为核心处理器芯片，并以TMS320DM365为中心设计视频缓冲、视频解码等功能。单元的硬件主要有达芬奇处理器芯片(TMS320DM365，以下简称DM365)、视频解码器芯片(TVP5158)，DDR2 SDRAM，FLASH，ENC28J60以太网控制器、电源管理芯片等。视频单元的框图如图1所示。本文主要介绍了视频采集输入部分、外部存储器部分、以太网部分和视频输出部分这4部分。

　　DM365高度集成了众多组件，其中包括符合生产要求的H.264，MPEG-4，MPEG一2，MJPEG与VC1编解码器，可满足智能视频处理功能的集成影像信号处理(ISP)解决方案和一系列板载外设等，可降低系统成本。

　　视频单元工作原理如下：TVP5158视频解码芯片把CCD摄像头传过来的模拟视频信号进行模/数转换，变成符合ITU-R BT.656或YUV标准的数字视频信号;然后将数字视频信号传输到达芬奇处理器的视频处理子系统的前端，进行预处理后送到视频处理子系统的后端，视频处理子系统的后端对数字视频信号进行编码后直接将其输出到显示器终端上。DM365上的ARM端主要作为控制器来控制视频解码芯片和外围接口芯片。

　　1.1 视频采集输入设计

　　摄像头将采集到的模拟视频信号传输给TVP5158视频解码器。该TVP5158器件是一个4通道、高品质NTSC/PAL视频解码器，它用数字化编码所有基带模拟视频格式，使其变为数字视频信号输出。该编码器的每个通道都包含10位27 MSPS的模/数转换器。TVP5158支持NTSC(J，M，4.43)和PAL(B，D，G，H，I，M，N，Nc，60)标准视频同时输入。每个视频解码通道均支持复合信号输入。TVP5158输出端口支持8位的ITU-R BT，656和16位4：2：2 YUV格式。TVP5158视频解码器再将解码信号传输给DM365的视频处理前端(VPFE)。TVP5158高度灵活的视频输出与DM3 65的无缝接口可取消对外部FPGA的需求。TVP5158与DM365的接口框图如图2所示。

　　TVP5158输出8位的ITU-RBT.656和16位4：2：2 YUV格式视频。DM365支持ITU-BT.601/BT.656/BT.1120数字YCbCr 4：2：2(8 b/16 b)格式视频，所以本系统中DM365采用YCbCr 4：2：2的8位ITU-R BT.656视频捕获模式，该系统不需要外部行/场同步信号。TVP5158的DVO引脚与DM365的YIN引脚相连，以用来传输数据。