基于S3C2510A的嵌入式数字硬盘录像机的设计

S3C2510A是三星半导体生产的16/32位的RISC微控制器，属于ARM9处理器系列，是针对基于以太网系统的低成本、高性能的微控制器解决方案。

2 TMS320DM648数字信号处理器简介
TMS320DM648是TI公司于2007年推出的一款高性能的32位定点DSP，主要面向数字媒体应用，属于C6000系列DSP。

DM648保留了C64X原有的内核结构，工作频率由内部倍频器设置，可以达到720MHz、800MHz或900MHz，相应的时钟周期为1.39ns、1.25ns或1.11ns，每秒可执行指令数5760、6400和7200MIPS。此外DM648片上带有5个双通道（A、B两通道）数字视频口（VP口），可同时处理多路数字视频流，片上带有多通道串行音频接口，可同时处理10路立体声输入/输出音频信号。

图2 TMS320DM648结构图

核心模块原理设计
整个数字硬盘录像机根据功能可以划分以下几大核心模块：

①主控制模块；

②视音频采集、压缩模块；

③视音频预览、回放模块；

④其他模块（电源、存储器扩展、网络传输、逻辑控制等）；

本文详细介绍主控制模块和视频处理模块的设计。

1 主控制模块
本模块主要实现系统的控制，对整个系统任务的运行进行分配与调度。S3C2510A本身内置PCI控制器，5个PCI接口可分别和2个音/视频压缩模块，1个图像预览，回放模块，2个数据存储模块连接；再加上已有的串口，USB接口，网络接口，I/O等组成整个系统的控制模块。设计思路如图3所示。

图3 主控制模块设计框图

2 视音频采集/压缩模块
视音频信号处理的流程如下：模拟视频信号先经视频解码器TVP5154A转换成8位YUV数字视频信号Y[7:0],再送至DM648的视频输入接口。模拟音频信号经音频AD转换器PCM1801转换为I2S格式的音频数据,进入多媒体压缩芯片的音频输入接口,DM648将原始的视频和音频数据分别进行压缩,再把压缩视频流和压缩音频流进行同步复合,产生H.264视频复合流。一片DM648可以同时产生8个视/音频通道的H.264复合数据流。DM648把每个视/音频通道的复合视频数据在片外DDRAM的数据缓冲区中排列成固定长度的数据包。当缓冲区内的数据量超过一定的阈值,它就通过PCI中断向主CPU发出请求,当中断被响应时,主CPU从包缓冲区内将数据取走。

DM648具有5个视频端口,支持多种分辨率和标准,如CCIR601、ITU-BT.656、BT.1120等,每个端口为20bit位宽,可以被灵活的配置为一个20/16bit或两个10/8bit通道。同时,每个端口都可配置为视频输入或视频输出。

TVP5154A具有4个通道，每个通道均为具有可编程多态换算器(polymorphic scaler)的独立解码器，可通过嵌入式同步模块将NTSC、PAL或SECAM视频信号转换成8位ITU-R BT.656格式，或使用分立同步模块使输出格式为8位4:2:2。

模拟摄像头进行视频数据采集，TVP5154A将采集到的模拟数据进行数字化，然后送给DM648的视频端口进行压缩处理。4片TI公司生产的TVP5154A，与2个DM648的连接可组成16路的视频采集，压缩模块如图4所示(只给出了8路的连接图)。