Abstrak: Untuk menyelesaikan beberapa masalah dalam sistem pemantauan definisi standar, sistem kompresi video definisi tinggi berdasarkan TMS320DM365 dirancang. Mengadopsi ITU-T H. 264 (DM365 Tertanam Kompresor Perangkat Keras) Algoritma kompresi video, sinyal video analog definisi tinggi dikonversi menjadi sinyal video digital dengan decoding video khusus chip TVP7002, kompresi data dalam DM365, data lengan tertanam dikemas dan ditransmisikan ke dalam Internet, melalui decoding perangkat lunak PC untuk pemutaran video. Praktik telah membuktikan bahwa skema pengkodean ini telah menyelesaikan kompresi data dan transmisi dengan baik dan memenuhi persyaratan desain.
Kata kunci: kompresi video; DM365; H. 264; transmisi jaringan
Dalam aplikasi pengawasan video, pengawasan video tradisional memiliki kejelasan gambar yang tinggi (resolusi CIF ke D1), kesulitan dalam mengelola dan memelihara banyak kabel, konfigurasi rumit dari banyak perangkat, dan ekspansi yang tidak nyaman. Faktor -faktor ini dengan serius membatasi efektivitas manajemen keamanan. Peningkatan, tetapi juga membawa peluang untuk pengembangan pengawasan video definisi tinggi, makalah ini membahas desain perangkat keras enkoder video HD berdasarkan DM365.
1 Hardware platform overall design TMS320DM365 continues the architecture of the DavinciTM family DM355 processor, integrating an ARM926EJ-S core, an image processing subsystem (VPSS), an H. 264 HD encoder coprocessor HDVICP and an MPEG-4/JPEG HD encoder coprocessor MJCP , Dukung multi-format H. 264, MPEG-4, MPEG-2, MJPEG, dan VC1 Codec untuk fleksibilitas video tinggi. DM365 dapat secara bersamaan mengeluarkan 720p, D1, CIF tiga aliran, atau lebih banyak kombinasi, dan laju pengkodean dapat disesuaikan, dan mendukung perangkat keras OSD. Prosesor ini memiliki antarmuka periferal yang kaya, dan pengguna dapat menghubungkan subsistem dengan mudah. Makalah ini mengadopsi TMS320DM365 sebagai CPU utama, mengumpulkan data video input dan melakukan pemrosesan transmisi jaringan kompresi yang sesuai, dan merancang enkoder video digital berdasarkan arsitektur DM365. Selain DM365, sistem ini juga memiliki konverter video A/D definisi tinggi, codec audio, penyimpanan, ethernet, port serial, dan modul lainnya. Sistem berjalan pada sistem operasi Linux dan memiliki karakteristik kinerja real-time yang baik, kecepatan komunikasi cepat, kualitas gambar tinggi, kinerja stabil, harga rendah dan anti-virus.
Diagram blok keseluruhan sistem ditunjukkan pada Gambar 1. Sistem menggunakan DM365 sebagai CPU utama, modul audio eksternal DM365, modul input video, modul penyimpanan, port serial dan modul transmisi jaringan. Platform ini terdiri dari dua bagian: Input video dan bagian pemrosesan gambar dan bagian output video.
Artikel ini mengacu pada alamat: http: //
Input video dan bagian pemrosesan gambar: Input sinyal video analog definisi tinggi TVP7002, setelah pengkodean A/D, menjadi sinyal video digital definisi tinggi, dan sinyal digital ini output ke DM365. Modul ini DM365 terutama melakukan kompresi H. 264, dan dapat mencapai pemfilteran noise, stabilisasi video, deteksi wajah, keseimbangan putih otomatis, fokus otomatis, paparan otomatis dan peningkatan tepi. Selain itu, ini juga menginisialisasi semua perangkat I2C pada sistem untuk mengimplementasikan interkom audio dan suara.
Bagian Output Video: Mikroprosesor ARM tertanam DM365, fungsi inti dari prosesor ini adalah untuk meneruskan aliran data, modul memori eksternal, modul Ethernet, modul port serial, dll. Lengan pertama melengkapi RTP, UDP, dan enkapsulasi IP dari data terkompresi, dan kemudian melewati framing Mac, dan akhirnya melengkapi transmisi paket data melalui pengontrol Ethernet PHY. Selain itu, ARM juga bertanggung jawab untuk mem -parsing data yang diterima, meneruskan perintah parameter yang relevan yang dikirim oleh PC, melakukan pengaturan operasi yang sesuai (laju kompresi video, laju bingkai, dll.), Dan mengimplementasikan kontrol periferal melalui port serial (pengontrol PTZ , lensa) dll.), Pemrosesan input dan output alarm melalui GPIO, dan sebagainya.
2 Desain Modul
2.1 Modul Input Audio Video Ada antarmuka VPFE pada DM365, yang dapat mendukung format input video dalam berbagai format. Sistem ini mewujudkan 1 input video HD saluran, dan chip konversi HD A/D mengadopsi TVP7002. TVP7002 dapat mewujudkan konversi digital sinyal R/PR, C/Y, B/PB dengan tingkat konversi hingga 165 MHz. Ini digunakan dalam banyak lingkungan video digital definisi tinggi dengan resolusi hingga 1080p. DM365 dikonfigurasi melalui bus IIC. Register internal TVP7002 dikonfigurasi dengan benar untuk memproses sumber video resolusi 720p. Data video A/D adalah output dari port video digital TVP7002 ke DM365 VPFE. Sistem ini juga menyediakan antarmuka input video digital definisi tinggi, HDVICP Coprocessor dapat memberikan format H dalam 1 280x720p30. Pengkodean atau decoding video standar 264, dan coprocessor MJCP di samping standar JPEG, juga dapat menyediakan pengkodean atau decoding video MPEG-4 dalam format 1 920x1 080p24.
Sistem ini mewujudkan satu linein dan output stereo melalui AIC23, DM365 dikonfigurasi melalui Bus IIC, dan AIC23 terhubung ke port MCBSP DM365. MCBSP dari DM365 digunakan sebagai saluran data dua arah di mana semua aliran data audio ditransmisikan dan mendukung format data yang berbeda.
2.2 Modul Ethernet Sistem ini mencakup antarmuka jaringan I-channel 10/100m, DM365 memiliki pengontrol MAC, dan chip Ethernet phy terhubung ke antarmuka EMAC. PHY menggunakan RTL8201, dan RTL8201 terhubung ke antarmuka MII dari DM365. DM365 mengimplementasikan konfigurasi dan kontrol register RTL8201 melalui antarmuka MDIO. Sinyal jabat tangan lainnya secara berurutan terhubung. RTL8201 dikonfigurasi dengan benar (atur alamat PHY, dll.) Dengan menarik ke atas dan menarik resistor pull-down. RTL8201 mengimpor informasi konfigurasi ini di awal daya dan melakukan pekerjaan yang sesuai. Kristal 25 MHz eksternal terhubung ke antarmuka jam RTL8201 sebagai sumber jam untuk RTL8201. RTL8201 terhubung ke transformator jaringan untuk isolasi sinyal dan terhubung ke jaringan melalui RJ45.
2.3 Penyimpanan, USB, port serial, RTC, sistem modul alarm menyediakan 1 saluran antarmuka USB, mendukung mode OTG dan mode host, mendukung USB2.0 kecepatan tinggi (480 MB/s), kecepatan penuh (12 MB/s), atur Fifo. Pengendali USB on-chip DM36 5 dan USB PHY menyelesaikan inisialisasi melalui konfigurasi terkait, dan periferal eksternal seperti hard disk USB-Sata dapat dihubungkan ke USB.
Sistem secara eksternal menghubungkan DDR2 SDRAM dan NAND flash sebagai memori off-chip. Mode boot adalah mode boot nandflash dengan mengatur btsel [2: 0] ke 000. Antarmuka AEMIF DM365 dapat mendukung Nandflash dan Nor Flash. Karena NAND Flash memiliki kapasitas penyimpanan yang besar dan harga murah, desain ini menggunakan NAND Flash.
DM365 menyediakan antarmuka kontrol DDR2 khusus, jalur data 16-bit, jalur alamat 14-bit dan sinyal pemilihan 3 blok, yang dapat mendukung 256 mbyte ruang penyimpanan. Sistem ini menggunakan chip SDRAM DDR2 K4T1G164QQ.
DM365 memiliki 2 antarmuka UART, sistem ini terhubung dengan dua port serial, satu RS232, digunakan untuk debugging, dan satu periferal RS485 untuk komunikasi (lensa PTZ, dll.). Dan melalui GPIO untuk menyediakan input alarm sakelar 2 arah dan output alarm 2 arah, input alarm direalisasikan oleh diafragma. Ketika sinyal alarm dimasukkan, lampu dinyalakan, dan outputnya rendah ke DM365 GPIO, ketika tidak ada input sinyal alarm. Ketika aperture terputus dan output tinggi ke DM365 GPIO, DM365 menentukan ada atau tidak adanya sinyal input alarm dengan mendeteksi level GPIO. Output alarm direalisasikan dengan mengendalikan pembukaan dan penutupan relai. Sistem ini juga memperluas RTC melalui IIC.
Sistem ini menyediakan input clock 24 MHz ke DM365 melalui kristal eksternal dan jam modul dari PLL internal DM365.
2.4 Catu Daya Sistem ini menyediakan antarmuka input daya 5 V yang menyediakan daya +1.35 V, +1.8 V, dan +3.3 V melalui chip konversi daya. Di antara mereka, 1,35 V dan 1,8 V dihasilkan oleh TPS62040DGQ. TPS62040DGQ adalah efisiensi tinggi, chip DC-DC riak rendah dari TI yang mengatur tegangan output melalui resistor. Tegangan 3,3 V diimplementasikan dengan TPS5430, yang memiliki tegangan input maksimum 36 V dan arus maksimum 3 A. A.
Urutan power-up untuk sistem adalah: Power First Up the Core (1.35V), kemudian daya naik PLL dan modul lain (1.8V). Artinya, catu daya 3.3V pertama kali diperoleh melalui TPS5430, kemudian 1,35 V dihasilkan oleh TPS62040DGQ, dan 1,8 V terhubung ke EN dari TPS62040DGQ lain melalui 1,35 V. Setelah 1,8 V dihasilkan, arus dihidupkan melalui sakelar. 3,3 V yang dihasilkan, 3,3 V akhirnya dimuat ke DM365. Urutan di mana daya dihasilkan berlawanan dengan urutan power-on.
3 Kesimpulan Untuk menguji apakah desain memenuhi persyaratan yang telah ditentukan, kinerja sistem telah diuji secara menyeluruh. Berbagai sumber input video definisi tinggi telah dipilih untuk pengujian di lingkungan yang berbeda. Ada tes untuk kecepatan dan tingkat keparahan tes. Hitam dan putih dari efek gambar, serta pola langkah untuk menguji tingkat kecerahan.
Hasil eksperimen menunjukkan bahwa sistem dapat mengkodekan secara real time, gambar yang diterjemahkan jelas dan halus, tidak ada fenomena mosaik dan animasi, tidak ada paparan berlebih, kurangnya paparan potret, cast warna, paparan dan ketidakakuratan keseimbangan putih, dll. Warna -warna cerah dan kecerahan yang jernih. Mengatasi kekurangan dalam sistem pemantauan definisi standar.
Solusi desain ini ekonomis untuk digunakan, sejalan dengan niat asli desain, dan memiliki prospek pasar yang luas di bidang videophone, sistem pemantauan definisi tinggi dan pemantauan kendaraan.