TMS320DM642的视频监控系统硬件设计
本系统使用DM642作为核心,具有强大的运算能力和高速的数据通道。应用于如车牌识别、指纹识别、远程监控、智能化小区监控,图像算法研究均具有其他处理器难以抗衡的效果。
本系统选择的DSP为TMS320DM642,该处理器是专门为视频与图像应用量身定制的,能够满足各种类型视频客户端应用的需求,诸如VoIP视频、视频点播(VOD)、多信道数字视频录像以及高品质视频编解码等应用。
TMS320DM642具有高速并行处理内核,主频达到600MHz,计算能力达4800MPIS;采用高级甚长指令字结构,使得在一个指令周期内能够并行处理8条32位的指令,片内还集成了3个带视频FIFO的高速视频口(VP0~VP2)和1个McASP音频口。
TMS320DM642采用了两级缓存机制,CPU和一级程序高速缓存(LIP)及一级数据高速缓存(LID)直连,两块Cache分别为16KB,工作在CPU全速访问状态。可配置的二级缓存(L2)有256KB,它是数据和程序共用的。
本设计中
TMS320DM642的3个视频口均采用了8位BT.656模式。其中VP0和VP1采用了单通道方式,VP2采用了双通道方式。
视频解码芯片选用了TI公司生产的TVP5150芯片。该芯片是一款超低功耗的视频解码器,正常工作时功耗仅为115mW,在省电模式下功耗不超过1mW,它支持PAL/NTSC/SECAM制式的视频信号
本设计中使用TMS320DM643的VP0端口进行视频输出。视频编码芯片选用Philips公司生产的SAA7121芯片。该芯片是一款数字PAL/NTSC编码器,可将YUV数字化视频数据同时编码为NTSC/PAL制式的CVBS或S-video信号。系统的工作电压为3.3V,可以接收MPEG解码数据,输入数据要求符合Cb-Y-Cr顺序的BT.656格式,每行720像素4:2:2YUV复用数据。芯片包含1个同步时钟发生器和3个分别针对Y、C和CVBS的DAC,支持400kHz的I2C总线协议。
TMS320DM642的VP0口向SAA7121的MP口输出BT.6564:2:2格式的数字视频信号,经过SAA7121芯片内部数据管理器模块分离出Y信号和Cb、Cr信号,然后再送到相应的模数转换模块将数字视频信号变换成模拟视频信号,由CVBS(复合视频信号)或者Y、C(S-video信号)引脚输出。
本系统时钟源选择了50MHz的高精度有源晶振。设计中TMS320DM642的CLKMODE1和CLKMODE0引脚分别接高电平和低电平,因此DSP倍频因子设置成12,即TMS320DM642的工作主频为50MHz×12=600MHz。另一方面,选择了133MHz的高精度有源晶振为EMIF接口扩展SDRAM提供备用时钟。设计中TMS320DM642的ECLKINSEL1和ECLKINSEL0引脚分别接高电平和低电平,采用1/6×CPU时钟作为EMIF接口的同步时钟
焊接电源模块芯片及外围电路,输入5V电压,测试3.3V、1.8V、1.4V、4.1V电压输出是否正常。上电后,检查各电压转换芯片是否发热,若发热则立即断开电源进行检查。
在板上焊接TMS320DM642、SDRAM、FLASH、JTAG接口及各模块电路外围元件。仔细检查有无短路、断路、虚焊、漏焊、假焊等情况,无问题后上电,测量各芯片工作电压是否正常,用示波器测量各模块的工作时钟是否正常。利用JTAG口将硬件与计算机相连,配置好控制寄存器后,测试SDRAM读写功能是否正常,FLASH擦写功能是否正常。如果工作不正常,检查时序信号、硬件连接等情况。
焊接TVP5150、SAA7121及外围相关元器件。测量各模块的工作时钟是否正常。利用TI公司提供的测试程序,测试系统能否正常地接收4路视频并输出视频。
本系统充分利用DSP的高处理速度、大数据量处理能力的特点,结合编解码芯片,实现视频的快速多路输入与输出。扩展大容量的SDRAM利用TMS320DM642自身的EDMA,可以轻松地实现大数据量的存储与转移,方便对视频信号进行图像处理等操作。
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