本世纪以来，随着TI的TMS320C6000系列、飞利浦的Trimedia、赤道的BSP-15等高性能DSP的出现，嵌入式处理器就有可能实时、高速地完成大规模的数字文章/音频编解码处理。结合网络通信技术，一个集可编程文章/音频编解码、网络传输和自动化技术于一体的嵌入式数字文章监控系统应运而生。以DSP为核心的嵌入式数字文章监控系统，结合嵌入式实时操作系统，可以根据应用对功能、可靠性、稳定性、成本和体积的综合要求，对软硬件进行裁剪，以满足数字化和网络化文章监控发展的两大需求。
本文以TMS320C6000系列DSP中的一款多媒体芯片TMS320DM642为例，说明如何设计嵌入式DSP数字文章监控系统的硬件电路。
文章监控系统的必要硬件配置
1.集成模拟前端
文章监控系统的模拟前端是来自摄像头和麦克风的模拟文章和音频信号。为了降低整个系统的成本，通常有多个文章和音频信号输入。摄像机一般安装在平台上，摄像机和平台的控制命令一般通过异步串口提供。另外，对于一个完整的文章监控系统来说，需要对环境进行监控，比如门禁、报警、停车管理等。这些功能一般都是通过数字I/O实现的。
可以看出，文章监控系统的集成模拟前端除了需要提供多个模拟文章/音频输入端口外，还需要提供标准的RS232/RS422/RS485异步串行接口用于平台控制和数字I/O用于环境监控。
2.[计]数字化数位化数码化
为了通过微处理器实时数字化输入的文章/音频信号，必须数字化输入的模拟文章/音频信号，这由文章解码器和音频解码器来完成。每个模拟文章输入对应一个文章解码器，每个模拟音频输入也对应一个音频解码器。
处理实时数字文章/音频数据
模拟文章/音频信号数字化后，为了能够对高速实时产生的大量数据进行传输、存储、回放和分析，首要任务必须是实时完成数据量大、计算量大的数字文章/音频的压缩编码。数字文章压缩编码算法包括：MPGE2、 MPEG4、h . 263、h . 264，数字音频压缩算法包括：g . 711、g . 722、g . 72
实时算法需要高速处理器，高性能DSP的出现正好满足了这一要求。此外，缓存还需要高速大容量的内存。DSP和高速大容量存储器构成了数字文章监控系统的核心。
数据的存储和传输
在不同的文章监控应用中，压缩的数字文章/音频数据被不同地处理。对于记录应用，需要长时间存储压缩数据，以便可以追溯。对于远程监控应用，压缩数据需要通过网络传输。数字文章监控系统在实时监控、记录和跟踪文章/音频信息时，还需要记录相关的时间信息，因此需要提供硬件实时时钟。此外，为了保护数字文章监控系统软件/硬件开发者，尤其是软件开发者的知识产权，需要提供安全可靠的硬件加密措施。
TMS320DM642文章监控系统的电路设计
TMS320DM642是TI公司基于其最高性能的TMS320C64x系列DSP专门为多媒体应用设计/开发的DSP。TMS320DM642采用TI s第二代VelociTI.2
二级缓存(216K字节一级程序和数据缓存，256K字节二级缓存)
支持8个8位和4个16位并行MAC运算，有利于图像处理。
64通道EDMA，方便高效的数据传输
主频600MHz，峰值处理能力4800MIPS，可实时处理4个CIF通道或1个D1通道。
64位133MHz外部存储器接口(EMIF)
图1 TMS 320d 642文章监控模板的组成
1.TMS320DM642基本系统
TMS320DM642的基本系统由TMS320DM642的外部存储器和外设组成，外部存储器和外设都通过TMS320DM642的外部存储器接口(EMIF)进行扩展。其次，TMS320DM642基本系统必备的外部资源：
SDRAM:4m64 bit，存储节目，缓存数字文章/音频数据。
Flash: 4m 8位，存储ROM启动的固化程序。
Uart: 2 8 8位，扩展两个异步串口(RS232/RS422/RS485)
片上寄存器：n8位，多个8位状态/控制寄存器。
ATA硬盘接口：2816位，本地海量存储接口
2.文章接口
文章接口涉及标准模拟文章输入/输出、模拟文章信号数字化(解码器)、数字文章信号转换为模拟文章信号(编码器)，以及文章编码器/解码器如何与TMS320DM642接口。
文章接口的一般设计要求：
模拟文章输入：4路标准PAL/NTSC复合文章CVBS或分量文章Y/C模拟文章输入。
模拟文章输出：1路标准PAL/NTSC复合文章CVBS或分量文章Y/C模拟文章输出，用于本地预览或特性测试。
据此，选择文章解码器和编码器：
文章解码器：选用TI公司的TVP5150A。其输入为标准PAL/NTSC复合文章CVBS或分量文章Y/C模拟文章，输出为标准8位BT.656数字文章数据流。
文章编码器：选用飞利浦公司的SAA7121，输入为标准8位BT.656数字文章数据流输入，输出为标准PAL/NTSC复合文章CVBS或分量文章Y/C模拟文章。
TVP5150A和SAA7121都有两个外部接口。数据端口用于输入/输出数字文章数据流，包括8/10位数据线、时钟SCLK线/场同步控制信号HSYNC/VSYNC、FID和其他接口信号。控制端口：用于设置文章编解码器的工作参数和反馈状态信息，通过I2C总线实现。
TMS320DM642的每个文章端口可以配置为两个通道(上(B)和下(A))，但这两个通道必须同时是文章输入或输出端口。VP0的a通道与McBSP0复用，VP1的a通道与McBSP1复用，VP0和VP1的b通道与McASP复用。
TMS320DM642文章端口与文章编码器和解码器之间的接口如图2所示。
作为文章输出端口，文章端口必须为文章编码器SAA7121提供文章时钟和行/场同步信号。文章编码器和解码器的参数配置通过I2C总线进行。因为TVP5150A的I2C从地址只有两个选择，所以当DM642的一个I2C总线接口有四个TVP5150A时，需要通过开关SN74CBT3257进行控制切换。
3.音频接口
TMS320DM642音频接口涉及标准模拟音频的输入/输出和音频编解码器的连接。
音频接口的总体设计要求：
模拟音频输入：4路标准麦克风输入或立体声模拟音频输入(2V有效值)。
模拟音频输出：1个路标准立体声模拟音频输出(2V rms)。
同步：音频采样必须与文章采样同步。
所以音频编解码器是TI公司的TLV320AIC23 B，麦克风/立体声模拟输入/输出，数字音频数据流输出/输入。
TLV320AIC23B有两个外部接口，数据端口：用于输入/输出数字音频数据流，包括DIN和DOUT数字音频数据流、BCLK串行位时钟、LRCIN和LRCOUT左右声道时钟。控制端口：用于设置音频编解码器的工作参数和反馈状态信息，通过I2C总线实现。
此外，TMS320DM642的多声道音频接口(McASP)有8个串行接收/发送引脚AXR [7: 0]。所有接收引脚共享帧同步AFSR和时钟ACLKR和AHCLKR信号，所有发送引脚共享帧同步AFSX和时钟ACLKX和AHCLKX信号。
McASP接口和音频编解码器之间的连接如图3所示。
4.外部接口：
TMS320DM642压缩的数字文章数据需要通过一定的外部接口传输。DM642提供三种外部接口，但通过复用引脚，一次只能配置为一种外部接口。通过在复位期间配置一些特殊的引脚电平，DM642可以提供以下三种接口：
* 32位PCI接口
* 32位HPI接口
* HPI16以太网接口
为了简化设计，HPI-32和HPI-16都使用PCI连接器与外部主机接口，PCI总线上的B3(GND)和B10(预留)作为三个接口的自动检测和自动接口配置。此外，以太网接口信号与PCI或HPI-32信号在板上共存，因此这些信号需要通过2到1开关SN74CBT3257进行切换。还应注意，DM642的PCI接口仅支持3.3V环境。为了适应5V的PCI总线环境，SN74CBTD16210和SN74CBT3245A用于PCI总线和DM642之间的电平转换。
摘要
TMS320DM642作为一款高性价比的专用于多媒体应用的DSP，已经被国内外文章应用从业者广泛接受和采用。目前国内很多单位已经成功开发了MPEG4、h . 264 on DM642 ，还有单DM642 可以同时完成CIF格式的四路MPEG4或H.264。相信会有更多的算法和应用出现。
标签：文章接口数字