Аппаратный дизайн видеокодера на основе DM365

Аннотация: Чтобы решить некоторые проблемы в стандартной системе мониторинга определения, разработана система сжатия видео с высоким разрешением, основанная на TMS320DM365. Внедрение алгоритма сжатия видео сжатия ITU-T H. 264 (DM365-аппаратного компрессора сжатия, аналоговый видеосигнал высокого определения, преобразуется в цифровой видеосигнал с помощью выделенного видео декодирования Chip TVP7002, сжатие данных в DM365, встроенные данные ARM упаковываются и передаются на в рамках DM365. Интернет, с помощью программного обеспечения для ПК для воспроизведения видео. Практика доказала, что эта схема кодирования завершила хорошо сжатие и передачу данных и соответствует требованиям проектирования.
Ключевые слова: сжатие видео; DM365; H. 264; сетевая передача
В приложениях наблюдения за видеоизором традиционное видео наблюдение имеет высокую ясность изображения (разрешение CIF до D1), трудности с управлением и поддержанием многих кабелей, сложной конфигурации многих устройств и неудобного расширения. Эти факторы серьезно ограничивают эффективность управления безопасностью. Усовершенствование, но также дает возможность для разработки видео наблюдения за высокой четкой, в этой статье обсуждается дизайн аппаратного обеспечения HD-энкодера на основе DM365.
1 Аппаратная платформа Общая дизайн TMS320DM365 Продолжает архитектуру процессора семейства Davincitm DM355, интегрируя ядро ​​ARM926EJ-S, подсистема обработки изображений (VPSS), H. 264 HD Encoder Copocessor mjcps hdvicp и anpeg-4/jpeg hd encoder coprocessor mjcpessor mjcpsessor mjcpessor mjcpessor mjcpessor mjc , поддержка многоформатных H. 264, MPEG-4, MPEG-2, MJPEG и VC1 для высокой гибкости видео. DM365 может одновременно выводить 720p, D1, CIF три потока или более комбинаций, а скорость кодирования регулируется и поддерживает аппаратный OSD. Процессор имеет богатый периферийный интерфейс, и пользователь может удобно подключить подсистему. В этой статье используется TMS320DM365 в качестве основного процессора, собирает входные видеоданные и выполняет соответствующую обработку передачи сети сжатия и разрабатывает цифровой видеокодер на основе архитектуры DM365. В дополнение к DM365, система также имеет Video A/D Converter, аудио-кодек, хранение, хранение, Ethernet, последовательный порт и другие модули. Система работает в операционной системе Linux и имеет характеристики хорошей производительности в реальном времени, быстрой скорости связи, высокого качества изображения, стабильной производительности, низкой цены и антивируса.
Общая блок -схема системы показана на рисунке 1. Система использует DM365 в качестве основного ЦП, внешнего аудиомодуля DM365, модуля видео ввода, модуля хранения, последовательного порта и модуля передачи сети. Платформа состоит из двух частей: видео ввод и обработки изображений и часть вывода видео.

Эта статья относится к адресу: http: //

Видеовод и обработка изображений: аналоговый видеосигнал в высоком определении ввода видеосигнала TVP7002 после кодирования A/D он становится цифровым видеосигналом высокого определения, и этот цифровой сигнал выводится в DM365. Этот модуль DM365 в основном выполняет сжатие H. 264 и может достичь фильтрации шума, стабилизации видео, обнаружения лиц, баланса автоматического белого, автофокусировки, автоматического воздействия и улучшения края. Кроме того, он также инициализирует все устройства I2C в системе для реализации аудио и голосовой интерком.
Видео выходная часть: микропроцессор встроенного рычага DM365, основная функция этого процессора состоит в том, чтобы перенаправить поток данных, модуль внешней памяти, модуль Ethernet, модуль последовательного порта и т. Д. ARM Сначала завершает RTP, UDP и IP -инкапсуляцию сжатых данных, а затем проходит через кадрирование Mac и, наконец, завершает передачу пакета данных через контроллер Ethernet Phy. Кроме того, ARM также отвечает за анализ полученных данных, пересылка соответствующих команд параметров, отправленных ПК, выполняя соответствующие настройки операции (скорость сжатия видео, частота кадров и т. Д.) И реализация периферийного управления через последовательный порт (контроллер PTZ , объектив) и т. Д.), Обработка ввода тревоги и вывода через GPIO и т. Д.
2 модуля дизайн
2.1 Модуль ввода видео аудио На DM365 есть интерфейс VPFE, который может поддерживать форматы видео входа в нескольких форматах. Система реализует 1 канал HD -видео вход, а чип конверсии HD A/D принимает TVP7002. TVP7002 может реализовать цифровое преобразование сигналов R/PR, C/Y, B/PB с коэффициентом конверсии до 165 МГц. Он используется во многих цифровых видео-средах высокой четкости с разрешением до 1080p. DM365 настроен через шину IIC. Внутренние регистры TVP7002 должным образом настроены для обработки источников видео с разрешением 720p. Видеоданы A/D выводят из цифрового видеопорта TVP7002 в VPFE DM365. Система также предоставляет интерфейс цифрового видео ввода высокой четкости, HDVICP Coprocessor может предоставить H в формате 1 280x720p30. 264 Стандартное кодирование или декодирование 264, а также копроцессор MJCP в дополнение к стандарту JPEG также могут обеспечить кодирование или декодирование видео MPEG-4 в формате 1 920x1 080p24.
Система реализует одну линию, а стерео -вывод через AIC23, DM365 настроен через шину IIC, а AIC23 подключен к порту MCBSP DM365. MCBSP DM365 используется в качестве двунаправленного канала передачи данных, через который передаются все аудиоданные потоки, и поддерживает различные форматы данных.
2.2 Модуль Ethernet Система включает в себя сетевой интерфейс 10/100 м, DM365 имеет контроллер Mac, а чип Ethernet PHY подключен к интерфейсу EMAC. PHY использует RTL8201, а RTL8201 подключен к интерфейсу MII DM365. DM365 реализует конфигурацию и управление регистрацией RTL8201 через интерфейс MDIO. Другие сигналы рукопожатия последовательно связаны. RTL8201 правильно настроен (установите адрес PHY и т. Д.), Потянув и вытащив раскрывающий резистор. RTL8201 импортирует эту информацию о конфигурации в начале питания и выполняет соответствующую работу. Внешний кристалл 25 МГц подключен к интерфейсу часов RTL8201 в качестве источника часов для RTL8201. RTL8201 подключен к сетевому трансформатору для выделения сигнала и подключается к сети через RJ45.
2.3 Хранение, USB, последовательный порт, RTC, система модулей аварийного сигнала предоставляет 1 канал USB -интерфейс, поддерживает режим OTG и режим хоста, поддерживает высокую скорость USB2.0 (480 Мбит/с), полную скорость (12 МБ/с), установите Фиф. DM36 5 On-Chip USB-контроль и USB PHY завершают свою инициализацию посредством связанной конфигурации, и внешние периферийные устройства, такие как жесткий диск USB-SATA, могут быть подключены к USB.
Система внешне соединяет DDR2 SDRAM и NAND Flash как не-чип-память. Режим загрузки - это режим загрузки Nandflash путем настройки BTSEL [2: 0] на 000. Интерфейс AEMIF DM365 может поддерживать Nandflash и NOR Flash. Поскольку Nand Flash обладает большой емкостью и низкой ценой, в этом дизайне используется NAND Flash.
DM365 предоставляет выделенный интерфейс управления DDR2, 16-разрядную линию данных, 14-битную адресную линию и 3 сигнала выбора блоков, которые могут поддерживать 256 мбайт пространства хранения. Система использует DDR2 SDRAM Chip K4T1G164QQ.
DM365 имеет 2 интерфейса UART, система соединена с двумя последовательными портами, одним RS232, используемым для отладки, и одним периферийным устройством RS485 для связи (объектив PTZ и т. Д.). И через GPIO, чтобы обеспечить 2 -й выходной сигнал переключения переключателя и двухсторонний вывод сигнализации переключателя, вход тревоги реализуется диафрагмой. Когда сигнал тревоги вводится, свет включается, а выход с низкой до DM365 GPIO, когда ввода сигнала тревоги нет. Когда апертура отключена и выходной GPIO с высоким уровнем DM365, DM365 определяет наличие или отсутствие сигнала ввода тревоги путем обнаружения уровня GPIO. Выход тревоги реализуется путем управления открытием и закрытием реле. Система также расширила RTC через IIC.
Система обеспечивает входной вход 24 МГц в DM365 через внешний кристалл и часы модуля от внутреннего PLL DM365.
2.4 Источник питания Система обеспечивает интерфейс ввода мощности 5 В, который обеспечивает +1,35 В, +1,8 В и +3,3 В мощность через чип преобразования питания. Среди них 1,35 В и 1,8 В генерируется TPS62040DGQ. TPS62040DGQ представляет собой высокоэффективную, низкую синхронизацию DC-DC от Ti, который регулирует выходное напряжение через резистор. Напряжение 3,3 В реализуется с TPS5430, который имеет максимальное входное напряжение 36 В и максимальный ток 3 A.
Последовательность питания для системы: сначала включить ядро ​​(1,35 В), затем включить PLL и другие модули (1,8 В). То есть источник питания 3,3 В сначала получается через TPS5430, затем 1,35 В генерируется TPS62040DGQ, а 1,8 В подключено к EN другого TPS62040DGQ - 1,35 В. После 1,8 В генерируется ток включен через переключатель. Полученное 3,3 В, 3,3 В, наконец, загружается на DM365. Порядок, в котором генерируется мощность, противоположна последовательности питания.
3 Заключение Чтобы проверить, соответствует ли проект предопределенные требования, производительность системы была тщательно проверена. Для тестирования в разных средах были выбраны различные источники видео входных данных в высокой четкости. Есть тесты на скорость и серьезность теста. Черный и белый эффект изображения, а также шаблон шага для тестирования уровня яркости.
Экспериментальные результаты показывают, что система может кодировать в режиме реального времени, декодированное изображение является ясным и гладким, нет явления мозаики и анимации, отсутствие переживания, отсутствие экспозиции портрета, актерский состав, экспозиция и неточность баланса белого и т. Д. Яркие цвета и ясная яркость. Преодолеть недостатки в стандартной системе мониторинга определения.
Это дизайнерское решение экономично для использования, в соответствии с первоначальным намерением проектирования и имеет широкие перспективы рынка в областях видеофона, системы мониторинга высокой четкости и мониторинга транспортных средств.