TOP 9：基于TMS320DM642 - 最受欢迎的网络摄像机设计方案Top10

　　TOP 9：基于TMS320DM642的网络摄像机的设计

　　随着网络技术和多媒体技术的广泛应用，数字网络视频得到了飞速发展。在网络视频会议和网络监控领域中，将传统的模拟视频信号转换成数字视频信号，并且借助于现有的IP网络进行传输已成为当今的一大热点。

　　从技术实现方式来讲，通常是采用网络摄像机来实现。目前市场上的网络摄像机一般有两类：一类是普通摄像机加视频网关构成，但是这种方案体积庞大、操作繁琐;另一类是把全部网络接入功能都集成在摄像机中，其体积小、功能全、易于使用和维护。后类摄像机有多种解决方案，本文提出一种基于嵌入式 DSP的设计方案，并且给出具体的硬件及软件实现。

　　1 硬件系统设计

　　1.1嵌入式处理器TMS320DM642

　　TMS320DM642（以下简称DM462）是TI公司近来发布的新一代多媒体处理器，它基于其第二代高性能的VelociTI VLIW结构，适用于多种数字媒体应用.DM642的时钟频率为600MHz，指令速度高达4800MIPS.这款DSP的两大特色在于：第一，拥有三个可配置的视频接口（VP），可同时采集三路视频信号;第二，集成了以太网接口，10/100Mbps模式自适应，能工作在全双工或半双工模式下，并具有硬件流控制和服务质量保证（QoS）支持.DM642的功能十分强大，它是构成多媒体通信系统的最佳平台之一。

　　1.2硬件整体架构

　　本系统的硬件平台由六部分组成，分别是视频采集、数据存储、视频处理、视频显示、网络和电源管理。其结构框图如图1所示。

　　视频采集部分采用模拟PAL制摄像头，配合高精度视频A/D转换器得到数字图像.A/D转换器采用TI公司的TVP5145芯片，其采样精度达到10bit，输出支持CCIR-656和BT656等格式。

　　数据存储部分的RAM采用三星公司的SDRAM.为配合DM642的64位EMIF（外部存储器接口），使用四片SDRAM，每片工作在16位模式，单片容量为32MB.数据存储部分的ROM采用ATMEL公司的NOR型的Flash芯片，总容量为256KB，数据总线为8位。本系统中的 SDRAM用来存放系统运行时的代码以及临时图像数据，Flash用来保存系统自启动代码以及系统程序代码。

　　视频显示部分采用数字LCD，可省去数/模转换芯片，只需一片CPLD驱动LCD.CPLD采用Altera公司的MAX3000系列。这部分作为辅助功能，可根据实际运用场合进行选择。

　　DM642的以太网控制器（即EMAC）属于数据链路层，因此需外接物理层芯片才能进行网络通信。这里采用Intel公司的LXT971A芯片，它提供了MII（Media Independent Interface）接口，可以方便地和DM642连接。

　　电源管理部分在一个硬件系统设计中占有举足轻重的地位。本系统的电源模块采用MAXIM公司的解决方案，包括一片MAX1762芯片（产生1.4V电源给DM642的I/O供电和产生5V电源给LCD的逆变器供电）。

　　2 设备驱动设计

　　TI为DM642的VP口开发了一个两层设备驱动模型。上层驱动称为Class Driver，更靠近底层硬件。应用时只需根据这个模型编写驱动程序就可以了。

　　对于以太网口，TI提供了一个网络开发组件（NDK），为在DSP上开发网络应用程序提供了平台。有了这个平台，在开发网络应用程序时，就不用过多考虑数据如何封闭成IP包，也不用过多关心TCP/IP协议内部的工作机制，这样可以缩短产品的开发周期及上市时间。

　　2.1 视频端口的两层设备驱动模型

　　两层设备驱动模型如图2 所示。最上层是应用程序，最下层是底层硬件，包括DM642的VP口和视频A/D芯片。中间大花括号括起来部分即为设备驱动。图中还有一层芯片支持库（CSL），它提供配置及控制片上外设的C语言接口。

　　根据VP口的特点，设备驱动的两层驱动模型的每一层又细分了两层。从图2可以看到，把Class Driver分为FVID Class Driver和GIO Class Driver.前者更靠近应用程序，它提供一些特别适用于图像的API函数;后者提供与Mini Driver进行通信的API函数.Mini Driver分成通用部分和特殊部分，这样分的优势在于：当改变硬件构成时，无需重写Mini Driver，只需修改特殊部分即可，提高了代码的重复使用性。

　　2.2网络开发组件

　　网络开发组件的核心即为一系列TCP/IP协议栈库。包括：（1）栈库和网络工具库，它含有一些经过优化编译的协议栈代码;（2）操作系统适应库，它用来协调TCP/IP协议栈和DSP/BIOS之间的接口;（3）网络控制及调度库，它决定TCP/IP环境的初始化以及网络相关事件是如何被调度的;（4）多种硬件抽象层平台库，为TI公司的多种开发板（比如DSK、TEB和EVM等）提供支持。由于本系统为自行开发，所以不涉及HAL.

　　协议栈库的流程框图如图3所示，其中灰色模块分别代表前术五个库。

　　软件设计及实现【略】

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