- 数字视频压缩的大容量记录系统设计

                               图2 LPC2214与SZ1510的接口关系  

2.3 IDE接口设计

由于LPC2214芯片不具备IDE接口，因此在本系统中使用通用I/O 口，模拟产生ATA 设备的读写时序，实现对IDE硬盘的可靠读写操作。图3为LPC2214与IDE硬盘连接图。其中，P2.16～P2.31作为数据线，P1.16～P1.20作为地址和选通信号，P0.17和P0.20为设备的复位和状态请求信号，用P0.21和P0.19实现读写控制。

                                     图3 LPC2214与IDE硬盘连接图  

3 系统软件设计  

系统软件由主程序和若干个子程序组成，工作流程如图4所示。主要的子模块有：SZ1510 的设置与控制、IDE接口驱动和文件系统的管理。

                                            图4 系统工作流程  

3.1 SZ1510的设置与控制  

SZ1510共有128个寄存器，每个寄存器都有一个索引号。当SZ1510工作在非复用总线模式下时，外界对寄存器的访问都是通过IOAR和IODR来完成的。访问时首先将这个寄存器的索引号写入IOAR，然后将要写的数据写入IODR。  

SZ1510设置与控制过程如下：

① 向中断使能寄存器写入0x40，以使能Ready中断；

② 等待SZ1510的Ready中断；

③ 等到Ready中断后，向SZ1510的0x1E寄存器写入0x0A，设置它内部的DSP时钟为94.5 MHz；

④ 向0x013寄存器写入0x55，对SZ1510进行软复位；

⑤ 向中断使能寄存器0x0C写入0x40，以使能Ready中断；

⑥ 等候RDY中断；

⑦ 待Ready中断后对SAA7113进行初始化；

⑧ 对SZ1510进行软复位，即向0x0B寄存器写入0x55，同时向0x0C寄存器写入0x40；

⑨ 等待Ready中断，等到后向SZ1510的内部DSP装载二进制代码；

⑩ 进行SZ1510内部视频压缩核的二进制代码装载，具体装载步骤如下：

◆ 向0x08寄存器写0x04，发送开始命令；

◆ 等待Ready中断，清除Ready中断；

◆ 向Data in寄存器0x01写256个字节；

◆ 等待End of Data中断，然后清除中断；

◆ 查程序空间的代码是否装载完毕，如没有，则继续装载。  

3.2 IDE接口驱动  

本系统采用LPC2214的通用可编程I/O口模拟ATA设备的读写时序，实现对硬盘的读写。这里给出模拟写ATA 设备寄存器的步骤（读ATA设备寄存器的步骤类似）：

① 关系统中断，预防在写寄存器操作中产生中断；

② 设置GPIO 模拟ATA 接口数据的引脚为输出状态，准备输出数据到设备数据线；

③ 设置ATA 设备寄存器的相应地址；

④ 设置GPIO 模拟ATA 接口数据的引脚电平为要写到设备的值；

⑤ 使写ATA 设备寄存器信号为低电平；

⑥ 使写ATA 设备寄存器信号为高电平；

⑦ 取消ATA 设备寄存器地址的选择；

⑧ 设置GPIO 模拟ATA 接口的数据总线引脚为输入状态，释放总线；

⑨ 开系统中断。

3.3 文件系统管理  

本设计中采用的是面向嵌入式系统的小型文件系统ZLG/FS ，主要用于将数据存储为标准的文件格式和对整个文件系统的管理。同时，为了便于音视频的检索和查询，以及防止非法断电造成大量未保存数据的丢失，在系统中设置了每间隔一定的时间（30 min）将压缩数据存储在以系统时间命名的新文件里。  

4 结论  

经测试，系统可实时长时间记录外部的音视频信号，记录的压缩数据流符合MPEG-1图像压缩国际标准。在设计中，采用的压缩视频流速率为1.5 Mbps，1小时的视频数据量为(1.5 Mbps/8)×3 600=675 MB，对于一个40 GB的硬盘，系统连续记录时间接近60小时。系统体积小、功耗低，便于移动环境下对音视频数据的实时长时间压缩记录。