机载数字视频记录系统方案设计

　　系统中的各种接口逻辑、地址译码等由epm7128实现，其主要功能有sz1510配置寄存器的地址译码，控制、状态信号寄存器的地址译码，产生硬件复位信号，实现sz1510与控制模块som2386的接口，其中，sz1510配置寄存器和控制、状态信号寄存器是作为i/o端口与som2386相连的，控制、状态信号主要用于向外部输出自检信号以及接收来自外部的记录开关控制信号等。

　　系统的控制由som2386完成，som2386是一款高性能、尺寸紧凑的嵌入式控制模块，他板载嵌入式高性能16位处理器，rdc161，该处理器内部为32位risc架构，并与80c186处理器兼容，其指令与其他x86微处理器兼容，模块在单一闪存芯片上集成了系统bios和1.44mb闪存，支持标准ide接口和两个串口。som2386与压缩编码芯片sz1510的host接口相连，通过host接口对sz1510进行控制和配置。正常工作时把从host接口输出的mpeg-1格式的系统流以文件形式送入存储单元，系统的ide接口从som2386直接引出，为给dom(电子硬盘)提供电源，ide接口的pin20与+5v电源相连，其余引脚信号定义与ide标准相同，som2386模块的串口1通过驱动芯片max232提供rs-232的调试接口。

　　存储单元采用dom，它由控制单元和存储单元组成，是用固态电子器件存储芯片阵列而制成的硬盘，其接口规范和定义以及使用方法上与普遍硬盘完成完全相同，其突出优点是体积小、抗震性好、工作温度范围宽，并且只需单一的5v电源供电，适合于机载环境。

　　3 软件设计

　　3.1 sz1510的寄存器配置和二进制代码下载

　　外部主机通过host接口与sz1510内部的两个寄存器ioar(i/o地址寄存器)、iodr(i/o数据寄存器)来实现sz1510的控制和配置。主机在配置sz1510内部某一寄存器时，首先把这个寄存器的地址写入ioar，然后把配置的数据写入iodr，这样sz1510会自动把配置的数据送到指定地址的寄存器，例如，初始化时主机写数据0x44到寄存器0x11，必须通过以下过程实现：

　　a)写传输：haddr=0，data=0x11;

　　b)写传输： haddr=1，data=0x44;

　　sz1510内部有一段程序存储空间，用来装载内核的二进制代码，这段空间以块为单位，每快的存储空间大小为256b，dsp核的代码存储空间为0x280-0x2bf，视频编码核的代码存储空间为0x0000-0x0004和0x000c，二进制代码装载的具体过程如下：

　　a)向0x2e寄存器写1x01，表明外部sdram为1m×16bit;

　　b)向0x0c寄存器写0x03，使能frdy和eod中断;

　　c)向0x11寄存器写0x18，选择内部存储器写模式;

　　d)向0x10寄存器写0x20，设定输出fifo大小为256b;

　　e)对每块存储空间装载二进制代码，具有如下：向0x08寄存器写0x04，发送开始命令，等待frdy中断，清除frdy中断，向0x01寄存器(data_in)写256b，等待eod中断，清除eod中断。

　　3.2 i2c外设配置

　　saa7113的配置是由sz1510通过其i2c总线来实现。由于sz1510内部存储空间容量的限制，使得加载的sz1510内核程序代码会覆盖i2c外设的配置程序代码，因此，任何i2c外设的配置必须在sz11510内核程序代码的下载和配置前完成，主机通过使用sz1510内部host端口寄存器0x42-0x4f(每个8bit宽)与sz1510中的i2c服务例程交互，并通过i2c总线配置任何一个连接到sz1510上的外部器件，所有的命令代码都必须写入sz1510地址为0x08处的命令寄存器，sz1510通过地址为0x0d的寄存器写入代码为0x80的中断来通知主机。i2c写过程如下：

　　a)向0x08寄存器写“初始化i2c”命令代码0xc2;

　　b)输入数据至sz1510并向0x08寄存器写“i2c写”命令代码0x0c;

　　c)数据输入完成后，sz1510向0x0d寄存器写中断命令代码0x80，通知主机。

　　通过sz1510的i2c总线配置saa7113的时序流程如图3所示。

　　3.3 系统的软件调试及工作流程

　　通过从som2386模块上串口1引出的rs-232接口可以很方便地对系统进行软件调试，由于cpu芯片rdc1610指令与其他x86微处理器兼容，且模块bios中集成了虚拟显示/键盘技术，调试时在pc机上运行虚拟显示软件pcvid3v0.exe，即可获得和本地pc的dos环境完全相仿的效果，可直接运行dos下的所有命令，调试是可以通过debug命令直接访问sz1510的寄存器和控制、状态端口寄存器等。

　　系统的所有软件程序做成一个批处理文件，存储与控制模块som2386上虚拟软盘的一指定目录中，系统上电后自动运行此目录下的程序，控制系统的工作。系统上电后，整个系统的工作流程如图4所示。

　　4 结束语

　　由于空中背景比较单一，设定系统工作于vbr模式，能降低码率，并保持图像质量的稳定，实验结果表明系统设计结构可行，若采用2gb的电子硬盘，记录时间可达8h左右，随着半导体存储器容量的不断增长，系统的记录时间还将进一步延长，同时，将来还可以通过修改软件，设定sz1510工作于mjpeg编码模式，进一步提高记录视频的图像质量，因此，系统具有较大的升级潜力，本结构紧凑、体积小(尺寸仅为90mm×60mm×25mm)、重量轻、使用方便，已在某型飞机上投入使用，并且运行稳定可靠，取得较好的效果。