要約：標準の定義監視システムでいくつかの問題を解決するために、TMS320DM365に基づく高解像度のビデオ圧縮システムが設計されています。 ITU-T H. 264（DM365埋め込みハードウェアコンプレッサー）ビデオ圧縮アルゴリズム、高解像度のアナログビデオ信号は、DM365でのデータ圧縮、埋め込みARMデータがパッケージ化され、送信されるDM365のデータ圧縮により、高解像度のアナログビデオ信号をデジタルビデオ信号に変換します。インターネット、ビデオ再生のためのPCソフトウェアデコードを介して。実践により、このコーディングスキームがデータの圧縮と送信をうまく完了し、設計要件を満たしていることが証明されています。
キーワード：ビデオ圧縮。 DM365; H. 264;ネットワーク伝送
ビデオ監視アプリケーションでは、従来のビデオ監視には、画像の明確さ（CIFからD1解像度）、多くのケーブルの管理と維持の困難、多くのデバイスの複雑な構成、不便な拡張があります。これらの要因は、セキュリティ管理の有効性を深刻に制限しています。拡張機能だけでなく、高解像度のビデオ監視の開発の機会ももたらします。このペーパーでは、DM365に基づくHDビデオエンコーダーのハードウェア設計について説明します。
1ハードウェアプラットフォーム全体的な設計TMS320DM365は、DAVINCITMファミリーDM355プロセッサのアーキテクチャを継続し、ARM926EJ-Sコア、イメージ処理サブシステム（VPSS）、H。264HDエンコーダコッダーコポリセッサーHDVICPおよびMPEG-4/JPEG-4/JPEG HD Encoder Coprocester MJCPを統合します、マルチフォーマットH. 264、MPEG-4、MPEG-2、MJPEG、およびVC1コーデックをサポートして、ビデオの柔軟性が高くなります。 DM365は、720p、D1、CIF 3つのストリーム、またはより多くの組み合わせを同時に出力でき、エンコードレートは調整可能であり、ハードウェアOSDをサポートします。プロセッサには豊富な周辺インターフェイスがあり、ユーザーはサブシステムを便利に接続できます。このペーパーでは、TMS320DM365をメインCPUとして採用し、入力ビデオデータを収集し、対応する圧縮ネットワーク伝送処理を実行し、DM365アーキテクチャに基づいてデジタルビデオエンコーダーを設計します。 DM365に加えて、システムには高解像度ビデオA/Dコンバーター、オーディオコーデック、ストレージ、イーサネット、シリアルポート、その他のモジュールもあります。このシステムはLinuxオペレーティングシステムで実行され、優れたリアルタイムパフォーマンス、高速通信速度、高い画質、安定したパフォーマンス、低価格、ウイルス対策の特性があります。
システムの全体的なブロック図を図1に示します。システムは、DM365をメインCPU、DM365外部オーディオモジュール、ビデオ入力モジュール、ストレージモジュール、シリアルポート、ネットワーク伝送モジュールとして使用します。プラットフォームは、ビデオ入力と画像処理パーツとビデオ出力パーツの2つの部分で構成されています。
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ビデオ入力および画像処理パーツ：高解像度アナログビデオ信号入力TVP7002 A/Dエンコード後、高解像度のデジタルビデオ信号になり、このデジタル信号はDM365に出力されます。このモジュールDM365は主にH. 264圧縮を実行し、ノイズフィルタリング、ビデオ安定化、顔検出、自動ホワイトバランス、自動焦点、自動露出、エッジの強化を実現できます。さらに、システム上のすべてのI2Cデバイスを初期化して、オーディオおよび音声インターコムを実装します。
ビデオ出力部品：DM365埋め込みアームマイクロプロセッサ、このプロセッサのコア関数は、データストリーム、外部メモリモジュール、イーサネットモジュール、シリアルポートモジュールなどを転送することです。その後、Macフレーミングを通過し、最終的にイーサネットコントローラーPhyを介してデータパケットの送信を完了します。さらに、ARMは受信したデータの解析、PCから送信された関連パラメーターコマンドの転送、対応する操作設定（ビデオ圧縮率、フレームレートなど）の実行、およびシリアルポート（PTZコントローラーを介した周辺制御の実装も担当します。 、レンズ）など）、GPIOを介したアラーム入力と出力の処理など。
2モジュール設計
2.1ビデオオーディオ入力モジュールDM365にVPFEインターフェイスがあり、複数の形式でビデオ入力形式をサポートできます。システムは1つのチャネルHDビデオ入力を実現し、HD A/D変換チップはTVP7002を採用しています。 TVP7002は、最大165 MHzの変換速度でR/PR、C/Y、B/PBシグナルのデジタル変換を実現できます。最大1080pの解像度で、多くの高解像度のデジタルビデオ環境で使用されています。 DM365はIICバスで構成されています。 TVP7002内部レジスタは、720p解像度のビデオソースを処理するように適切に構成されています。 A/Dビデオデータは、TVP7002デジタルビデオポートからDM365 VPFEに出力されます。システムはまた、高解像度のデジタルビデオ入力インターフェイスを提供し、HDVICPコプロセッサは1 280x720p30形式でHを提供できます。 264標準ビデオエンコードまたはデコード、およびJPEG標準に加えてMJCPコプロセッサーは、1 920x1 080p24形式でMPEG-4ビデオエンコードまたはデコードを提供することもできます。
このシステムは、AIC23を介して1つのラインとステレオ出力を実現し、DM365はIICバスを介して構成され、AIC23はDM365のMCBSPポートに接続されています。 DM365のMCBSPは、すべてのオーディオデータストリームが送信され、さまざまなデータ形式をサポートする双方向データチャネルとして使用されます。
2.2イーサネットモジュールシステムには、Iチャンネル10/100Mネットワークインターフェイスが含まれ、DM365にはMacコントローラーがあり、イーサネットPHYチップがEMACインターフェイスに接続されています。 PhyはRTL8201を使用し、RTL8201はDM365のMIIインターフェイスに接続されています。 DM365は、MDIOインターフェイスを介してRTL8201レジスタの構成と制御を実装します。他のハンドシェイク信号は連続的に接続されています。 RTL8201は、プルダウン抵抗器を引き上げて引っ張ることにより、適切に構成されています（PHYアドレスなどを設定します）。 RTL8201は、Power-Onの開始時にこれらの構成情報をインポートし、対応する作業を実行します。 RTL8201のクロックソースとして、RTL8201のクロックインターフェイスに外部25 MHzクリスタルが接続されています。 RTL8201は、信号分離のためにネットワークトランスに接続され、RJ45を介してネットワークに接続されています。
2.3ストレージ、USB、シリアルポート、RTC、アラームモジュールシステムは、1チャネルUSBインターフェイスを提供し、OTGモードとホストモードをサポートし、USB2.0の高速（480 MB/s）、フルスピード（12 MB/s）をサポートし、設定します。 FIFO。 DM36 5オンチップUSBコントロールとUSB Phyは、関連する構成を介して初期化を完了し、USB-Sataハードディスクなどの外部周辺機器をUSBに接続できます。
システムは、DDR2 SDRAMとNANDフラッシュをオフチップメモリとして外部的に接続します。ブートモードは、BTSEL [2：0]を000に設定することにより、NANDFLASHブートモードです。DM365のAEMIFインターフェイスは、NandflashおよびFlashをサポートできます。 Nand Flashのストレージ容量が大きく、価格が低いため、この設計ではNand Flashを使用します。
DM365は、専用のDDR2制御インターフェイス、16ビットデータライン、14ビットアドレスライン、3ブロック選択信号を提供し、256 mbyteのストレージスペースをサポートできます。このシステムは、DDR2 SDRAMチップK4T1G164QQを使用しています。
DM365には2つのUARTインターフェイスがあり、システムは2つのシリアルポート、1つのRS232、デバッグに使用され、通信用のRS485周辺（PTZレンズなど）に接続されています。また、GPIOを介して2ウェイスイッチアラーム入力と2ウェイスイッチアラーム出力を提供すると、アラーム入力はダイアフラムによって実現されます。アラーム信号が入力されると、ライトがオンになり、アラーム信号入力がない場合、出力はDM365 GPIOに低くなります。開口部が遮断され、出力がDM365 GPIOに対して高くなると、DM365はGPIOレベルを検出することによりアラーム入力信号の有無を決定します。アラーム出力は、リレーの開閉を制御することで実現されます。システムはまた、IICを介してRTCを拡張しました。
このシステムは、DM365内部PLLからの外部クリスタルとモジュールクロックを介してDM365に24 MHzのクロック入力を提供します。
2.4電源システムは、電源変換チップを介して+1.35 V、+1.8 V、および+3.3 V電源を提供する5 V電源入力インターフェイスを提供します。その中で、1.35 Vと1.8 VはTPS62040DGQによって生成されます。 TPS62040DGQは、抵抗器を介して出力電圧を調節するTIからの高効率の低リップルDC-DCチップです。 3.3 V電圧は、36 Vの最大入力電圧と3 Aの最大電流を持つTPS5430で実装されます。
システムのパワーアップシーケンスは次のとおりです。最初のパワーアップコア（1.35V）、次にPLLおよびその他のモジュール（1.8V）に電力を供給します。つまり、3.3Vの電源は最初にTPS5430を介して取得され、次に1.35 VがTPS62040DGQによって生成され、1.8 Vは1.8 Vが生成された後、別のTPS62040DGQから1.35 VのENに接続されます。スイッチを介して。結果の3.3 V、3.3 Vが最終的にDM365にロードされます。電力が生成される順序は、パワーオンシーケンスとは反対です。
3結論設計が所定の要件を満たしているかどうかをテストするために、システムのパフォーマンスが徹底的にテストされています。さまざまな環境でのテスト用に、さまざまな高解像度のビデオ入力ソースが選択されています。テストの速度と重症度のテストがあります。画像効果の白黒と、輝度レベルをテストするためのステップパターン。
実験結果は、システムがリアルタイムでエンコードできることを示しています。デコードされた画像は明確で滑らかで、モザイクとアニメーションの現象はなく、過度の露出の欠如、色鋳造、露出、ホワイトバランスの不正確さなどがあります。明るい色と透明な明るさ。標準の定義監視システムの欠点を克服します。
この設計ソリューションは、設計の当初の意図に沿って使用が経済的であり、ビデオ恐怖症、高解像度の監視システム、車両監視の分野で幅広い市場の見通しを持っています。