TMS320DM642为核心的视频图像处理器外围电路设计

　　由于图像的数据量大，同时系统要求实时地对图像进行处理，所以解决处理的速度便是一个关键技术问题。高速DSP器件TMS320DM642的引入不仅会极大地提高视频图像处理的速度，也将使算法的选择更为灵活和多样化。该器件拥有功能强大的外存接口(EMIF)和主机接口(HPI)，将使整个图像处理器的结构更简单、体积和功耗更小、实用化水平更高。

　　1 视频图像数字处理器的构成

　　采用TMS320DM642的实时视频图像数字处理器，主要功能有：视频采集(视频解码)、高速处理卡(DSP)、数/模转换(视频编码)、视频合成(复合视频、超级视频)。外围电路主要包括CCD高速摄像机、视频解码器、视频编码器、执行机构CPLD和TMS320DM642外部存储器接口(EMIF)连接的SDRAM图像帧存储器、FLASH程序存储器，及其他DSP外围电路(复位、电源连接、JTAG调试端口)等。图1为该处理器的结构图。

　　2 TMS320DM642芯片简介

　　TMS320C6000系列DSP芯片是目前最先进、性价比最优的DSP芯片之一。采用TMS320DM642，高性能32位定点DSP，工作主频最高达720 MHz，处理性能可达5 760 MIPS。可实时实现多路数字视频/音频的编码运算。其主要特点包括：具有VelociTI先进VLIW结构内核;片内集成大容量SRAM;16/32/64 b高性能外部存储器接口(EMIF)提供与SDRAM，SB-SRAM和SRAM等同步/异步存储器的直接接口;片内提供多种集成外设(多通道DMA/EDMA控制器、多通道缓冲串口McBSP、多通道音频串口McASP、32 b通用计数器Timer、支持多种复位加载模式Boot);内置灵活的PLL锁相时钟电路。

　　3 视频图像处理器外围电路

　　3.1 视频采集与数/模转换电路

　　视频采集电路选用的主要芯片为解码器TVP5150，它可以接收2路复合视频信号(CVBS)输入和1路超级视频信号(Y/C)输入。如图2所示。

　　视频信号输入范围为0.75 Vpp，而外部视频信号输入范围一般为1 Vpp，所以外部视频输入与TVP5150视频输入之间串接18 Ω和56 Ω到地分压电阻网络，使用前一定要将视频信号输入范围调整到1 Vpp。

　　DM642用通用I/O口GPO[0]控制I2C总线的切换，GP0[0]为“0”时，选通第1和第2通道TVP5150，而GP0[0]为“1”时，则选通第3和第4通道TVP5150。

　　数/模转换电路芯片为编码器为SAA7121H，DM642的4个VP口已经均被TVP5150所使用，因此，SAA7121H只能与其中的的一TVP5150复用一个VP端口，这里选择VP0A端口。图3所示为视频输入输出接线图。

　　3.2 执行机构CPLD

　　CPLD(复杂可编程逻辑器件)，是在传统的PAL、GAL基础上发展而来。凭借半导体工艺技术及CAD工具的发展，如今1片CPLD可以代替几十乃至上百片PAL，GAL，可提供十万门以上的可用门。与FPGA相比，CPLD比较适合计算机总线控制、地址译码、复杂状态机、定时/计数器、存储控制器、DMA控制器、CACHE控制器、图形控制器、数据压缩编码等I/O密集型应用，且具备无需外部配置ROM、时延可预测等特性。目前的CPLD普遍基于E2和FLASH电可擦技术，可实现100次以上擦写循环。考虑到该系统设计方案，选用了型号为CY37064P100的复杂可编程逻辑器件，工作电压为3.3 V。