基于DM6446的视频编码器的硬件设计

　　随着多媒体技术的发展，视频监控系统被广泛地应用于道路交通、电力系统、银行、宾馆、商场、小区、机场等领域的安全监控。TMS3 20DM6446芯片是达芬奇(DaVinei)技术的杰出代表，TMS320DM6446由TMS320C64x+DSP内核、ARM926EJ-S内核、视频处理子系统(VPSS)、系统控制、电源管理、外部存储器接口、外围控制模块等功能模块组成，单颗TMS320DM6446(以下简称DM6446)可以实现完整D1格式的H.264视频压缩。

　　本文论述了嵌入式视频编码器完整的设计方案，完成了一个基于DM6446的最小视频编码系统的硬件设计。

　　1 总体设计及概述

　　系统包括电源部分、视频输入部分、存储部分、接口部分。其主要资源包括：DM6446主处理器;2路CVBS标准模拟视频输入(TVP5150);256 MB DDR2 SDRAM;64 MB NANDFlash存储器;1路RS485串口(MAX485);一路10 M/100M标准以太网接口(RTL8201);1个USB2.0接口。视频编码器系统框图如图1所示。

　　系统主要由以下2部分组成：

　　1)视频前端设计模拟视频信号输入到视频解码芯片TVP5150，TVP5150将解码后的视频数据输入至DM6446的VPFE视频端口，DM6446内置DSP对输入数据进行压缩。

　　2)网络传输及控制部分设计 DM6446内部集成以太网媒体访问控制器，外接以太网PHY后可以提供以太网传输通道。DM6446片内ARM9微处理器将压缩后数据打包并完成网络传输。本部分有一路RS485串口，用来对外部设备进行控制(云台控制器等)。

　　DM6446是双核架构，在DM6446中ARM核和DSP核相互之间的通信主要是通过中断来实现。DSP完成数据采集压缩处理等工作，ARM处理器的作用是配置和控制整个系统的工作，包括：DSP子系统、VPSS子系统、大部分的外设以及片外存储器，并且对压缩后数据进行TCP/IP打包及进行网络传输，此外还负责系统资源调度以及对外部设备的控制(云台镜头等)。

　　系统工作流程：系统完成上电或者复位后，根据配置模式从Flash存储器加载程序，完成对芯片的初始化和对外围设备的初始配置，模拟视频信号经过TVP5150转换为BT656数字视频信号后，传入DM6446的视频通道(VFPE)，内嵌DSP对数字视频信号进行编码压缩后，内嵌ARM对压缩后数据进行打包，并通过网络接口进行传输。

　　2 模块设计

　　2.1 视频输入部分

　　系统选用一款高性能视频解码芯片TVP5150将模拟CVBS视频信号转换为BT.656数字视频信号，在视频输入端外接了2片TVP5150。TVP51 50时钟源为14.318 18 MHz晶振，数字和模拟输入电压为1.8 V，IO口电压为3.3 V;PCLK/SCLK脚时钟信号可输出13.5MHz和27MHz两种频率。模拟信号经过TVP5150钳位、抗混叠滤波、A/D转换后，经过配置，从YOUT[0：7]输出YUV422 BT.656视频格式的数据流，输入到DM6446的VPFE中，VPFE由CCD控制器、Preview引擎单元、H3A、缩放(Resizer)单元、以及柱状统计图功能单元组成，对输入视频数据进行前端处理，系统把VPFE配置为YUV的数据格式。