基于LPC2378和MAX4357的视频矩阵

机场是航空客运、航空货运、邮政、快件等航空业务的中心，是航空网络的辐射点甚至是辐射中心，机场的任何安全隐患都可能导致灾难性的严重后果，带来巨大的经济损失，因此机场的安全监控是十分重要的。

由于机场地域范围广，人流量大，物流量大，运输生产繁忙，大型的视频监控系统在机场安全监控中发挥着重要的作用。在机场大型视频监控系统中，由于监控点众多，使用摄像机数量大，需要监控的视频图像也很多，监控中心的监视器与现场摄像机的数量比一般为1:5～1:10，故视频矩阵切换设备具有十分重要的作用。

目前，国内使用的视频矩阵切换系统一般规模较小，并且大多数通过RS232串口连接的键盘来控制切换，实施远程操控很繁琐。为此，本设计采用恩智浦公司（NXP）基于ARM7的微控制器LPC2378与美信公司（MAXIM）视频矩阵切换芯片MAX4357构成嵌入式系统，在μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系统的支持下，实现了具有以太网接口的128路视频输入、16路视频输出的视频矩阵。这样，操作人员可以很直观地使用可视化的上位机，通过以太网对视频进行切换。在上位应用软件的支持下，该系统具有自动，循环切换视频的功能，并且可以通过网络通信的方式，在远端对各摄像机的云台实施操作。

LPC2378的特性
LPC2378包含了10/100 Ethernet MAC、USB 2.0全速接口、4个UART、2路CAN通道、1个SPI接口、2个同步串行端口（SSP）、3个I2C接口、1个I2S接口、MiniBus、4个通用定时器、10位A/D转换器、RTC、看门狗和104个通用I/O管脚。 LPC2378的特性如下：

（1）ARM7TDMI-S处理器，可在高达72MHz的工作频率下运行；

（2）高达512KB的片内Flash程序存储器，具有在系统编程（ISP）和在应用编程（IAP）功能。

（3）ARM局部总线上有高达32KB的SRAM，可以进行高性能的CPU访问；

（4）以太网接口的16KB静态RAM。也可用作通用SRAM；

（5）USB接口的8KB静态RAM。也可用作通用SRAM；

（6）两个AHB系统，可以同步进行Ethernet DMA，USB DMA以及从片内Flash执行程序的操作，在这些功能中不会产生竞争。

（7）外部存储器控制器支持诸如Flash和SRAM的静态设备。8位数据/16位地址并行的总线仅可在LPC2378中使用。

（8）先进的向量中断控制器，支持多达32个向量中断。

（9）通用AHB DMA控制器（GPDMA）能够与SSP串行接口、I2S端口和SD/MMC卡端口共用，也可用于存储器到存储器的传输。

LPC2378内部集成的Ethernet控制器使用RMII接口与外围电路PHY芯片（如DM9161A）进行通信，从而易于实现以太网通信功能。

MAX4357的功能特点
MAX4357是美信公司的32路输入16路输出的视频矩阵切换芯片，所有的输入和输出都具有缓存。所有的输出引脚都能驱动标准的75Ω视频负载，其结构框图如图1所示。

图1 MAX4357结构框图

MAX4357具有由512个独立的电子开关构成的开关矩阵，可以使其32路视频输入16路视频输出。这个矩阵切换是100%非阻塞的，通过一个SPI/QSPI兼容的三线接口写入控制系列字，可以使能任意一路输入和任意一路输出连接，每一个输出可以和32路模拟输入信号中的任意一路连接，任意一路输入可以没有信号衰减的连通所有的16路输出。