达芬奇技术简介 - 一种通用、低成本的KVM over IP控制器的设计方案

　　1.1 达芬奇技术简介

　　达芬奇（DaVinci）技术是TI公司推出的嵌入式多媒体应用方案，采用了高度集成的片上系统（SOC），为ARM+DSP的双核架构。ARM核是通用处理器架构，利于任务调度，适合对外设的管理和控制；DSP核长于编解码算法，适合于数字音视频处理，两相结合，这一特点使达芬奇技术特别适合用来开发智能多媒体系统。DaVinci技术还提供了底层驱动、开发包（DVSDK）、标准库以及丰富的应用编程接口（API）等组件作为配套解决方案，可高效的开发数字多媒体产品，加速市场应用。因而，DaVinci技术一经推出就受到开发者的青睐，在视频监控、多媒体网络和移动通信等领域得到了越来越多的应用。

　　1.2 系统硬件设计

　　基于达芬奇技术的KVMoIP 控制器的硬件框图如图3所示，分为主控模块、KVM模块、网络传输模块三个部分。

　　

　　1.2.1 主控模块

　　主控模块采用TMS320DM365，它是TI近年推出、面向高清视频处理的DaVinci系列的一款处理器，内部集成了ARM9 内核，图像处理子系统VPSS，H.264 高清编码协处理引擎HDVICP 和MPEG-4/JPEG 协处理引擎MJCP.ARM9 负责整个系统的控制，VPSS 不仅提供灵活的视频输入接口，如BT.601/BT.656/BT.1120 数字YCbCr（8/16 b）接口，用于支持多种类型的CCD/CMOS图像传感器，还支持RGB/YUV 数字信号输出和PAL/NTSC制式的复合视频信号输出，用于连接多种类型的显示设备。HDVICP和MJCP支持H.264、MPEG4、JPEG和WMV9/VC1等格式编解码，能够以30 f/s的速度对高清（720P）视频进行H.264 编解码。芯片还提供丰富的外设接口，包括USB 2.0、SDIO、SPI、UART、I2C、EMAC和Voice Codec（如G.711/G.723、MP3、WMA）等。图3 中，DM365 的外围电路扩展了程序存储器NAND FLASH、DDR2 数据存储器、USB 和EMAC 接口等。

　　1.2.2 KVM模块

　　键盘、鼠标的USB信号连接到DM365的USB接口，VGA信号由TVP7002接入处理。

　　TVP7002 是TI 的一款高清视频解码芯片，能为RGB/YPbPr的模拟视频和图像输入提供A/D 转换和解码的完整解决方案。芯片内含3路10 b A/D，处理速度高达165 MHz，支持各种分量输入视频标准，如480i/p，576i/p，720p，1 080i/p;支持最高UXGA（1 600×1 200）分辨率的PC 图像信号输入。输出信号支持RGB 或者YCbCr颜色空间，支持RGB/YCbCr 4∶4∶4和YCbCr 4∶2∶2的输出模式。芯片的工作模式由DM365通过I2C总线对其内部寄存器编程实现。

　　VGA 输入经TVP7002 转换为16 b 4∶2∶2 的YCbCr信号后可以直接送给DM365 的视频处理前端，中间无须进行任何数据格式的转换。

　　1.2.3 网络传输模块

　　DM365 在EMAC 接口外接一片10/100M 以太网PHY芯片，经网络变压器进行信号的隔离变换后，通过RJ45连接到网络，实现KVM数据的以太网传输。

　　1.3 系统软件设计

　　TI达芬奇技术的软件框架分为ARM端的应用层、I/O层以及DSP端的信号处理层三个部分，如图4所示。

　　

　　I/O层以嵌入式实时操作系统MontaVista Linux来支持其对外设的驱动，如I2C、USB接口、以太网接口等；信号处理层SPL 包括实时操作系统DSP/BIOS、音视频编解码算法、Codec Engine;应用层APL 主要负责多线程的管理，并通过Codec Engine 的VISA API（Video/Im-age/Speech/Audio）调用DSP 侧的算法，通过EPSI API（Easy Peripheral Software Interface）访问和操作Davinci的外设，用以支持高级应用的开发。