基于TMS320DM642的IP视频电话的设计

　　随着网络技术和多媒体技术的广泛应用，数字网络视频技术得到了飞速的发展。在网络视频会议和网络监控等多个领域中，将传统的模拟视频信号转换成数字视频信号处理，并且借助于现有的IP网络进行传输已成为当今的一大热点。

　　1. 视频电话工作原理

　　电话按键经过DTMF(双音多频)技术转换成内部的数字串(一般是电话号码和功能键值)，系统内部拨号程序按SIP(Session Initiation Protocol)格式将拨号消息封装在SIP数据包中，开始向目标机发送invite(请求)信令，SIP包首先发给与它相连的PROXY(代理服务器)，然后通过代理发送呼叫。代理在Internet上找到与对方相连的PROXY，对方的PROXY向目标机发送消息，目标机如空闲且状态良好就发回一个“180”(!响铃)，否则发回“486”(忙音)或超时信令。然后被叫方提起话筒同时向呼叫方发回“200”(表示话筒提起开始通话)，双方开始通话，双方摄像头和话筒开始工作，电话机接口芯片将信号转成数字信号，然后编码程序把数据进行音/视频压缩编码，再以RTP(实时传输协议)格式封装，经UDP/IP协议函数处理、打包、分组，通过双方的一个UDP的Socket对来承载数据输入和输出。

　　因为每个RTP包含有时间戳和序号的报头，当通话双方收到对方的RTP数据包后，在接收端配以适当的缓冲，利用时间戳和序号信息重组、还原数据包，检包进行音/视频解码输出，这样双方就可以同时看到和听到对方的信息。

　　2. 系统硬件的设计

　　2.1 嵌入式处理其TMS320DM642

　　TMS320DM642[1]是TI公司2003年推出的一款多媒体处理器，它是基于第二代高性能的VelociTI VLIW结构，非常适合数字多媒体应用。IP视频电话[2-3]不但要有很强的处理能力的芯片，使系统能够做到实时;而且还需要有通过网络传输，使双方进行通信。DM642正是一款这样的芯片，它的最高主频可以达到600MHz，指令速度最高达4800MIPS。这款DSP芯片的两大特点在于：第一，拥有三个可配置的视频接口，可同时采集三路视频信号;第二，集成了以太网接口，10/100Mbps模式自适应，能工作在全双工或者半双工模式下，并具有硬件控制和服务质量保证(QoS)支持。DM642的功能十分强大，它是构成多媒体通信系统的最佳平台之一。

　　2.2 硬件整体构架

　　本系统的硬件平台主要由下面几个部分组成，分别是视频采集、数据处理、控制部分、视频显示、音频采集播放、网络和电源部分。硬件系统结构框图如图1所示。

　　该视频采集部分采用模拟PAL制摄像头，配合高精度视频A/D转换器TVP5150PBS得到数字视频，其采用精度是8bit，输出支持CCIR-656和BT656等格式。数据处理部分的SDRAM采用两片Hynix的HY57V283220T，单片容量为128Mbit，其位宽为32bit，配合DM642的64位EMIF。数据存储部分采用Spansion公司的AM29LV033C的FLASH，其容量为32Mbit，数据总线为8bit。本系统中的SDRAM用来存放系统运行的代码以及临时图像数据，FLASH用来保存系统自启动代码和系统程序代码。视频显示部分采用模拟LCD，由视频A/D芯片SAA7121H输出模拟Y/C信号，然后由模拟LCD输出。控制部分使用使用TI的MSP430单片机作为上位机，通过HPI口对DM642进行控制及其拨号等。DM642的以太网控制器[4]属于数据链路层，需要外层物理层芯片BCM5221才能进行网络通信，然后通过网络变压器H1102与外部网络连接进行通信。