TOP 4：基于TI達芬奇技術的高速網絡攝像機設計方案

　　1 達芬奇技術的主要特點

　　達芬奇平臺是典型的基于共享存儲的嵌入式多處理（ARM，DSP，VICP，視頻前端和后端等）環(huán)境，支持的關鍵技術是片內實現(xiàn)了多通道的交換中心資源（Switch Central Resources，SCR）。基于片內SCR，達芬奇平臺在片內多處理器之間形成了典型的C/S架構：計算能力強大的DSP可以作為服務器提供算法的實時計算服務;帶有JAVA處理能力的ARM9實現(xiàn)網絡，硬盤音視頻I/O等用戶界面。美國TI公司在達芬奇平臺上專門為音視頻編解碼（Codec）多媒體應用精心設計了系統(tǒng)框架，提供了豐富的系統(tǒng)程序接口SPI，應用程序接口API以及視頻，圖像，話音和音頻千余種流媒體算法組件。他們與操作系統(tǒng)，中間件構成了一個應用系統(tǒng)的大部分內容，應用系統(tǒng)開發(fā)團隊只需要將他們封裝成運行包，就能得到高可用性和高可靠性的產品。

　　達芬奇平臺的最大特點就是基于DSP與ARM的SOC芯片，和與之相關的相關軟件，如圖1所示。

　　對達芬奇平臺，硬件上給與雙核架構強有力的支持，在DSP端用DPS/BIOS來支持音/視頻算法的運行，在ARM端用 MontaVistaLinux（MV）來支持其對外設的管理。對于ARM與DSP之間的數(shù)據交叉，則用Codec Engine和Codec Server來加以管理。達芬奇平臺的先進性，對高端音/視頻系統(tǒng)來說，無疑是開發(fā)平臺的最好選擇。

　　2 TMS320DM365介紹

　　TI公司的TMS320DM365是一款面向多媒體技術應用的高性能芯片。TM320DM365功能框圖如圖2所示。

　　內核方面TMS320DM365集成ARM926EJ-S.H.264協(xié)處理器（HDVICP），MPEG4/JPEG協(xié)處理器（MJCP），能以 1080p格式與10幀/s的速度提供H.264編解碼功能，和以1080p格式與24幀/s的速度提供MPEG4編解碼功能，以及以720p格式與30 幀/s的速度提供H.264或MPEG4編解碼功能。存儲方面擴展存儲器接口EMIFs包括1個16位256 M地址空間的DDR2和mDDR，以及1個16/8位的AEMIF，可擴展的類型有8/16位NAND Flash，16Mb NOR Flash，SRAM，16位OneNAND等。其他外圍擴展控制器還包括16位HPI（Host-Port Interface），2個MMC（Multimedia Card）/SD（Secure Digital）/SDIO接口，1個16位的WDT（Watch DogTimer），5個SPI（Serial Port Interface）接口其中每個具有兩個片選，1個主/從I2C（Inter-Integrated Circuit）總線控制器，1個支持2.0USB OTG接口控制器等。

　　TMS320DM365集成的ARM926EJ-S處理器包括32 kBRAM、16 kB ROM（用于非AEMIF啟動模式下的ARMbootloader）、16 kB指令緩存、8 kB數(shù)據緩存、CP15及MMU等。其中CP15用來對指令、數(shù)據緩存、MMU以及其他ARM子系統(tǒng)進行配置及控制。MMU使用統(tǒng)一的TLB來對頁表中存儲的信息進行緩存，并為類似Linux、WindowsCE、ultron以及ThreadX等操作系統(tǒng)提供虛擬內存。該處理器的寫緩沖數(shù)據容量高達17 kB，使其可以大幅提高內核的性能。

　　TMS320DM365中的視頻處理子系統(tǒng)（VPSS）由兩個接口，分別用于視頻捕獲的視頻前段（VPFE）輸入接口和用于圖像顯示的視頻后端（VPBE）輸出接口。圖3為視頻處理子系統(tǒng)系統(tǒng)框圖。

　　VPFE模塊主要用于捕獲視頻信號，也可以直接從前端輸入已有的視頻信號。VPFE輸入接口有1個CCD控制器（CCDC）、1個預處理器、柱狀模塊、自動曝光/白平衡/聚焦模塊（H3A）和寄存器組成。CCDC可以與視頻解碼器、CMOS傳感器或電荷耦合裝置連接;預處理器是一個實時的圖像處理器，它把來自CMOS或CCD的原始圖像從RGB轉變?yōu)閅UV422的編碼;柱狀模塊和H3A模塊實現(xiàn)基于原始圖像信息的硬件操作。

　　VPBE輸出接口由1個OSD引擎和1個視頻編碼器組成。OSD引擎能夠顯示兩組獨立的視頻窗口或兩組獨立的OSD窗口，還可以以2個視頻窗口、1個 OSD窗口和一個屬性窗口的形式顯示。OSD用于在視頻圖像上疊加音量，圖標等位圖或圖像信息。視頻編碼模塊提供數(shù)字輸出和模擬輸出。數(shù)字輸出支持 24bitRGB888格式、8/16bit BT.656以及具有獨立的水平和垂直同步功能的CCIT.601輸出;模擬輸出支持4路10bit DAC，均工作于54 MHz，支持復合NTSC/PAL、S端子和分量視頻。

　　硬件系統(tǒng)設計【略】

??????? 閱讀詳細文章：基于TI達芬奇技術的高速網絡攝像機設計方案