DM642开发与应用

1．6 FPGA电路
SPARTAN一3是XILINX公司生产的一种低工耗易开发应用。Spartan一3 FPGA具有两种类型的内存，可以满足不同的设计需求，即最大1．8Mb的真实双端口块RAM和最大520KB的分布式RAM，其封装形式为16位深×1位宽，可用作移位寄存器和FIFO。先进的时钟管理为高性能电路的设计者提供了更大的灵活性和更强的控制能力，最多四个数字时钟管理器(DCM)，并带有9个外部输出；8个预设的全球时钟网络，即8根全局时钟线路和丰富的寻址。最多104个18×18乘法器，该乘法器模块允许两个18位二进制作为输入并计算输出36位结果，而专用的进位逻辑和高效级联，可实现更多功能。每秒最多3300亿次乘法和累加运算(MAC/s)、优秀的高速DSP功能的并行实现能力、灵活的串联架构，可实现成本砌能需求的最佳组合。
FPGA在视频处理机中完成屏幕显示功能，在默认模式下，DM642视频口2的数据可直接输出到视频编码芯片，在需要屏幕显示功能时，FPGA把内部FIFO中的数据和视频口输出得数据混和，对FPGA内部FIFO的访问可以通过对DM642的EMIF的CE3的地址空间的同步模式的访问实现。FPGA的同步存储器位于DM642的CE3地址空间，主要用于实现屏幕显示功能和粘和逻辑。
1．7 RS-485接口电路
该接口连接到摄像机的云台，用来控制云台的转动，调整摄像头的方向和位置。RS-485总线抗干扰能力强，能实现多站点远距离通信。本压缩卡拟采用UART芯片SCl6C550和MAXIM公司的MAX487E来实现RS-485信号的传输。SCl6C550主要功能是把DSP传送过来的并行信号转换为串行信号。SCl6C550内部的接收器和发送器各有16B的FIF0，能处理的串行信号的速率高达3Mbps。MAX487E是RS-485总线接口芯片，可以工作在全双工、半双工模式。传输速率可达2．5Mbps。
1．8 电源电路
整个压缩卡用一个5V的直流变压器供电。由这个5V的电压器产生1．4V和3．3V电压分别给DSP内核和I／O端口供电，产生另外一个3．3V给视频编解码及其他芯片供电。注意这两个3．3V电源要分开设计，以免电源噪声相互干扰。
由于DSP需要两种电压，所以要考虑供电系统的配合问题。加电过程中，应当保证内核电源先上电，最晚也应当与I／O电源一起加。关闭电源时，先关闭内核电源，再关闭I／O电源。讲究供电次序的原因在于：如果仅CPU内核获得供电，周边I／O没有供电，对芯片不会产生损害，只是没有输入/输出能力而已。如果反过来，周边I／O得到供电而CPU内核没有加电，那么芯片缓冲／马区动部分的晶体管将在一个未知状态下工作，这是非常危险的。
为了解决这个问题，本文采用了开关电源芯片TPS54310PWP，采用TPS54310PWP管脚SS／ENA接电容来使内核供电与I／O端口供电，这样，只有当1．4V电压有效之后，3．3V电压才开始上电，这就保证了DM642的内核电压先于I／O电压上电。

2 软件设计
在本系统中，图像压缩采用H．264标准。H．264具有很高的编码效率，在相同的重建图像质量下，能够比H．263节约50％左右的码率。H．264的码流结构网络适应性强，增加了差错恢复能力，能够很好地适应IP和无线网络的应用。音频编解码采用G．729算法。网络传输采用RTP／RTCP协议以及组播方式，这样可以保证传送的质量。在操作系统方面，采用基于DSP／BIOS的TI参考架构5(RF5)。基于RF5操作系统的应用程序模块主要包括：音视频采集模块、压缩编码模块、UART控制模块和网络传输模块。

3 结束语
本方案能在一颗DM642芯片上实现视频处理机的几乎全部功能，能对音视频进行实时的编解码和实时的网络传输。图像质量高、开发难度低、易于升级，是一种比较理想的视频处机解决方案，可广泛应用于视频监控系统中。