多媒体处理器DM642及其在视频监控中的应用

　　引　言

　　视频监控系统的设计方案有很多种，但是市场产品的主流一般选择两种方案：一是基于CPU和专用的视频编解码ASIC芯片。该方案选择以ARM为核心的CPU和专用媒体处理芯片搭建。优点是开发时间相对较短，但由于采用ASIC，灵活性较差，产品一旦定型，很难更改。二是采用面向媒体处理的专用DSP。其开发时间不长，优点是由于算法是软件代码，所以可以不断对产品性能进行升级，重复开发成本较低。由全球最大的DSP制造商德州仪器（TI）推出的TMS320DM642（以下简称DM642）作为一款高性价比、专用于多媒体应用的DSP，已被国内外视频应用从业者广泛接受和采用。本文较详细地介绍DM642的主要特性和系统应用开发技术，并给出基于DM642的视频监控应用实例。

　　DM642多媒体处理器

　　DM642是TI 公司专门为多媒体应用而开发的DSP，采用TI 的第二代高级超长指令字结构（VelociTI），使得在一个指令周期能够并行处理多条指令。它可在600MHz时钟频率下工作，每个指令周期可并行8条32bit指令，因此，可达到4800MIPS的峰值计算速度。DM642采用两级缓存结构：第一级包括相互独立的LIP（16kB）和LID （16kB），只能作为高速缓存使用；第二级L2（256kB）是一个统一的程序/数据空间，可整体作为SRAM映射到存储空间，也可整体作为第二级Cache，或是二者按比例的一种组合来使用。DM642具有64个独立通道的EDMA（扩展的直接存储器访问）控制器，负责片内L2与其他外设之间的数据传输。容量较大的两级缓存和EDMA 通道是DM642高性能的体现之一，若能合理使用和管理，将能大幅度提高程序的运行性能。其结构如图1所示。

　　此外DM642具有丰富的外围设备接口，包括3个可配置的双通道视频端口video port，其中每个videoport又分成A和B两个通道，A/B通道可分别处理一路视频采集，因此DM642最多可以处理6路视频采集数据（不带音频）。如果将video port配置成用于视频输出，则只能在A通道输出，B通道不可以，因此DM642最多可支持3路视频输出（不带音频）。如果同时处理音频，每一个video port可以处理两路立体声。另外还包括64bit的外部存储器接口（EMIF）、10/100Mbit/s以太网MAC和多通道音频串行端口（McASP）以及66MHz32bit的PCI接口。

　　DM642的基本系统由DM642和外扩的存储器以及外设组成，而外扩的存储器和外设均通过DM642的外部存储器接口（EMIF）进行扩展。DM642基本系统所必须的外扩资源包括：

　　（1）SDRAM（4M64bit），用于存放程序和缓存数字视频/ 音频数据；

　　（2）FLASH（4M8bit），用于存放固化程序，以便进行ROM引导；

　　（3）UART（288bit），扩展2个异步串口（RS232/RS422/RS485）；

　　（4）板上寄存器（n×8bit），由若干个8位状态/控制寄存器组成；

　　（5）硬盘接口（2816bit），用于本地大容量存储接口。

　　由此可见，DM642是一个功能强大的多媒体处理器，可用来实现高速完成大数据量的数字视频/音频编解码处理，特别适合于开发多媒体通信设备。是目前构造数字多媒体应用的理想平台。

　　DM642的应用开发技术

　　软件开发工具

　　由TI 公司发布的DSP集成开发环境CCS（CodeComposer Studio），是一个基于Windows的DSP开发平台，是目前最优秀、最流行的DSP开发软件之一。CCS集成可视化的编辑界面可直接编写C、汇编语言，除了扩展了基本的代码产生工具，CCS还集成了C编译器，C优化器、汇编器、汇编优化器和连接器等。并支持RTDX（Real Time Data Exchange）技术，可在不中断目标系统运行的情况下，实现DSP与其他应用程序（OLE）的数据交换。此外，CCS的断点工具、探针工具和分析工具使得开发者的一切开发过程都是在CCS这个集成环境下进行，包括项目的建立、源程序的编辑以及程序的编译和调试。

　　CCS内部还包含了实时操作系统（RTOS）DSP/BIOS，主要是为多任务实时调度和同步以及主机/目标系统通信和实时监测的应用而设计的。DSP/BIOS具有实时操作系统的很多功能，如任务的调度管理、任务间的同步和通信、内存管理、实时时钟管理、中断服务管理、外设驱动管理等。使用DSP/BIOS工具可以帮助开发人员更加容易地控制DSP的硬件资源，更加灵活地协调各个软件模块的执行，加快软件开发和调试速度。