Özet: Standart tanım izleme sistemindeki bazı sorunları çözmek için, TMS320DM365'e dayanan yüksek tanımlı bir video sıkıştırma sistemi tasarlanmıştır. İTU-T H. 264 (DM365 Gömülü Donanım Kompresörü) Video Sıkıştırma Algoritması, Yüksek tanımlı analog video sinyali, özel video kod çözme TVP7002, DM365'te veri sıkıştırma ile dijital video sinyaline dönüştürülür, gömülü kol verileri paketlenir ve iletilir. İnternet, video oynatma için PC yazılım kod çözme yoluyla. Uygulama, bu kodlama şemasının veri sıkıştırma ve iletimi iyi tamamladığını ve tasarım gereksinimlerini karşıladığını kanıtlamıştır.
Anahtar Kelimeler: Video Sıkıştırma; DM365; H. 264; ağ iletimi
Video gözetim uygulamalarında, geleneksel video gözetimi yüksek görüntü netliğine (D1 çözünürlüğüne CIF), birçok kabloyu yönetme ve sürdürme zorluğu, birçok cihazın karmaşık konfigürasyonu ve rahatsız edici genişlemeye sahiptir. Bu faktörler güvenlik yönetimi etkinliğini ciddi şekilde kısıtlamaktadır. Geliştirme, ancak aynı zamanda yüksek tanımlı video gözetiminin geliştirilmesi için bir fırsat getiriyor, bu makale DM365'e dayanan HD video kodlayıcının donanım tasarımını tartışıyor.
1 Donanım Platformu Genel Tasarım TMS320DM365 DAVINCITM Family DM355 işlemcisinin mimarisini sürdürür, bir ARM926EJ-S çekirdeği, bir görüntü işleme alt sistemi (VPSS), bir H. 264 HD Enkoder Coprocessor HDVICP ve bir MPEG-4/JPEG HD HD COPOSTER , Yüksek video esnekliği için çok formatlı H. 264, MPEG-4, MPEG-2, MJPEG ve VC1 kodeklerini destekleyin. DM365 aynı anda 720p, D1, CIF üç akış veya daha fazla kombinasyon çıkarabilir ve kodlama oranı ayarlanabilir ve donanım OSD'yi destekler. İşlemcinin zengin bir periferik arayüzü vardır ve kullanıcı alt sistemi kolayca bağlayabilir. Bu makale TMS320DM365'i ana CPU olarak benimser, giriş video verilerini toplar ve karşılık gelen sıkıştırma ağı iletim işlemesini gerçekleştirir ve DM365 mimarisine dayanan bir dijital video kodlayıcı tasarlar. DM365'e ek olarak, sistem ayrıca yüksek tanımlı video A/D dönüştürücü, ses kodek, depolama, ethernet, seri bağlantı noktası ve diğer modüllere sahiptir. Sistem Linux işletim sisteminde çalışır ve iyi gerçek zamanlı performans, hızlı iletişim hızı, yüksek görüntü kalitesi, istikrarlı performans, düşük fiyat ve anti-virüs özelliklerine sahiptir.
Sistemin genel blok diyagramı Şekil 1'de gösterilmektedir. Sistem, DM365'i ana CPU, DM365 harici ses modülü, video giriş modülü, depolama modülü, seri bağlantı noktası ve ağ iletim modülü olarak kullanır. Platform iki bölümden oluşur: video girişi ve görüntü işleme kısmı ve video çıkış kısmı.
Bu makale şu adrese atıfta bulunmaktadır: http: //
Video Giriş ve Görüntü İşleme Bölümü: Yüksek tanımlı analog video sinyali girişi TVP7002, A/D kodlamasından sonra yüksek tanımlı dijital video sinyali haline gelir ve bu dijital sinyal DM365'e verilir. Bu modül DM365 esas olarak H. 264 sıkıştırma gerçekleştirir ve gürültü filtreleme, video stabilizasyonu, yüz algılama, otomatik beyaz denge, otomatik odaklama, otomatik pozlama ve kenar geliştirme elde edebilir. Ayrıca, ses ve ses interkom uygulamak için sistemdeki tüm I2C cihazlarını başlatır.
Video Çıktı Parçası: DM365 Gömülü Kol Mikroişlemcisi, bu işlemcinin temel işlevi veri akışı, harici bellek modülü, ethernet modülü, seri bağlantı noktası modülü, vb. ve sonra Mac çerçevesinden geçer ve son olarak veri paketinin Ethernet denetleyicisi Phy üzerinden iletimini tamamlar. Buna ek olarak, ARM aynı zamanda alınan verileri ayrıştırmak, PC tarafından gönderilen ilgili parametre komutlarını iletmekten, karşılık gelen işlem ayarlarını (video sıkıştırma hızı, kare hızı, vb.) Yapmak ve seri bağlantı noktası (PTZ denetleyicisi aracılığıyla periferik kontrolün uygulanmasından da sorumludur. , lens) vb., GPIO üzerinden alarm girişi ve çıkışının işlenmesi vb.
2 Modül Tasarımı
2.1 Video Ses Giriş Modülü DM365'te birden çok formatta video giriş formatlarını destekleyebilen bir VPFE arayüzü vardır. Sistem 1 kanal HD video girişi gerçekleştirir ve HD A/D dönüşüm çipi TVP7002'yi benimser. TVP7002, R/PR, C/Y, B/PB sinyallerinin dijital dönüşümünü 165 MHz'e kadar dönüşüm oranıyla gerçekleştirebilir. 1080p'ye kadar çözünürlüğe sahip birçok yüksek tanımlı dijital video ortamında kullanılır. DM365, IIC veri yolu üzerinden yapılandırılır. TVP7002 dahili kayıtları, 720p çözünürlüklü video kaynaklarını işlemek üzere düzgün bir şekilde yapılandırılmıştır. A/D video verileri TVP7002 dijital video bağlantı noktasından DM365 VPFE'ye çıktı. Sistem aynı zamanda yüksek tanımlı dijital video giriş arayüzü sağlar, HDVICP kopyacı 1 280x720p30 formatında H sağlayabilir. JPEG standardına ek olarak 264 standart video kodlaması veya kod çözme ve MJCP kopyacısı, 1 920x1 080p24 formatında MPEG-4 video kodlaması veya kod çözme sağlayabilir.
Sistem AIC23, DM365 üzerinden bir çizgi ve stereo çıkış gerçekleştirir, IIC veri yolu ile yapılandırılır ve AIC23, DM365'in MCBSP bağlantı noktasına bağlanır. DM365'in MCBSP'si, tüm ses veri akışlarının iletildiği ve farklı veri formatlarını desteklediği çift yönlü bir veri kanalı olarak kullanılır.
2.2 Ethernet Modülü Sistem, bir I kanalı 10/100m ağ arayüzü içerir, DM365'in bir MAC denetleyicisi vardır ve EMAC arabirimine bir Ethernet PHY çipi bağlanır. PHY RTL8201 kullanır ve RTL8201, DM365'in MII arayüzüne bağlanır. DM365, MDIO arabirimi üzerinden RTL8201 kaydının yapılandırmasını ve kontrolünü uygular. Diğer el sıkışma sinyalleri sırayla bağlanır. RTL8201, çekme direnci çekip çekerek düzgün bir şekilde yapılandırılır (PHY adresini ayarlar). RTL8201, bu yapılandırma bilgilerini güç açmanın başlangıcında içe aktarır ve ilgili çalışmaları gerçekleştirir. RTL8201 için saat kaynağı olarak RTL8201'in saat arayüzüne harici bir 25 MHz kristali bağlanır. RTL8201, sinyal izolasyonu için bir ağ transformatörüne bağlanır ve RJ45 aracılığıyla ağa bağlanır.
2.3 Depolama, USB, Seri Port, RTC, Alarm Modül Sistemi 1 kanal USB arayüzü sağlar, OTG modunu ve ana bilgisayar modunu destekler, USB2.0 yüksek hızı (480 mb/s), tam hız (12 mb/s) destekler, ayarlayın. FIFO. DM36 5 çip üstü USB denetleyicisi ve USB PHY, ilgili yapılandırma yoluyla başlatılmasını tamamlar ve USB-SATA sabit disk gibi harici çevre birimleri USB'ye bağlanabilir.
Sistem, DDR2 SDRAM ve NAND Flash'ı çip dışı bellek olarak harici olarak bağlar. Önyükleme modu, BTSEL [2: 0] 'a 000'e ayarlayarak NandFlash önyükleme modudur. DM365'in AEMIF arabirimi Nandflash ve Flash'ı destekleyebilir. NAND Flash büyük depolama kapasitesi ve düşük fiyata sahip olduğundan, bu tasarım Nand Flash kullanır.
DM365, 256 MBYTE depolama alanını destekleyebilen özel bir DDR2 kontrol arayüzü, 16 bit veri hattı, 14 bit adres hattı ve 3 blok seçim sinyali sağlar. Sistem DDR2 SDRAM CHIP K4T1G164QQ kullanır.
DM365'in 2 UART arayüzü vardır, sistem hata ayıklama için kullanılan iki seri bağlantı noktası ve iletişim için bir RS485 periferik (PTZ lens, vb.) Ve GPIO aracılığıyla 2 yönlü anahtar alarm girişi ve 2 yollu anahtar alarm çıkışı sağlamak için alarm girişi diyafram tarafından gerçekleştirilir. Alarm sinyali girildiğinde, ışık açılır ve alarm sinyali girişi olmadığında çıkış DM365 GPIO'ya düşüktür. Diyafram kesildiğinde ve çıkış DM365 GPIO'ya yüksek olduğunda, DM365, GPIO seviyesini tespit ederek alarm giriş sinyalinin varlığını veya yokluğunu belirler. Alarm çıkışı, röleyin açılmasını ve kapatılmasını kontrol ederek gerçekleştirilir. Sistem ayrıca RTC'yi IIC aracılığıyla genişletti.
Sistem, harici bir kristal ve DM365 dahili PLL'den bir modül saati aracılığıyla DM365'e 24 MHz saat girişi sağlar.
2.4 Güç kaynağı Sistem, güç dönüşüm çipinden +1.35 V, +1.8 V ve +3.3 V güç sağlayan 5 V güç girişi arayüzü sağlar. Bunlar arasında TPS62040DGQ tarafından 1.35 V ve 1.8 V üretilir. TPS62040DGQ, TI'dan çıkış voltajını bir dirençten düzenleyen yüksek verimli, düşük dalgalanma DC-DC çipidir. 3.3 V voltaj, maksimum 36 V voltajı ve maksimum 3 A akımı olan TPS5430 ile uygulanır.
Sistemin güçlendirme sırası şunlardır: Çekirdeğin (1.35V) ilk güç, ardından PLL ve diğer modülleri (1.8V) güçlendirin. Yani, 3.3V güç kaynağı ilk olarak TPS5430 aracılığıyla elde edilir, daha sonra TPS62040DGQ tarafından 1.35 V üretilir ve 1.8 V, 1.35 V ile başka bir TPS62040DGQ'nun EN'sine bağlanır. anahtardan. Ortaya çıkan 3.3 V, 3.3 V nihayet DM365'e yüklenir. Gücün oluşturulma sırası, güç açma sırasının tersidir.
3 Sonuç Tasarımın önceden belirlenmiş gereksinimleri karşılayıp karşılamadığını test etmek için sistem performansı iyice test edilmiştir. Farklı ortamlarda test etmek için çeşitli yüksek tanımlı video giriş kaynakları seçilmiştir. Testin hızı ve şiddeti için testler vardır. Görüntü etkisinin siyah beyaz ve parlaklık seviyesini test etmek için adım deseni.
Deneysel sonuçlar, sistemin gerçek zamanlı olarak kodlayabileceğini, kod çözülmüş görüntünün net ve pürüzsüz olduğunu, mozaik ve animasyon fenomeni olmadığını, aşırı maruz kalma, portrenin maruz kalmasının eksikliği, renk dökümü, maruz kalma ve beyaz denge yanlışlığı vb. Parlak renkler ve net parlaklık. Standart tanım izleme sistemindeki eksikliklerin üstesinden gelin.
Bu tasarım çözümünün, tasarımın orijinal niyetine uygun olarak kullanımı ekonomiktir ve videofon, yüksek tanımlı izleme sistemi ve araç izleme alanlarında geniş pazar beklentilerine sahiptir.