基于TMS320DM365的高速网络摄像机的设计
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本系统的视频采集模块采用TVP5146。传统NTSC／PAL摄像头的输出信号格式为模拟信号，由于TMS320DM365的视频输入信号是通过VPFE的CCDC以ITU-R BT．601／BT．656格式进行输入的，所以首先需要通过视频前段滤波放大器OPA361对采集到的模拟信号进行放大，经过视频解码芯片TVPS146将模拟信号进行图像的抗混叠滤波预处理、模拟数字化转换及亮度／色度、水平／垂直同步信号的分离，实现模拟视频信号转换为数字并行信号BT.656码流格式，随后通过2个12位2选1的FET多路复用器对4路视频信号选择1路作为输入从而完成VPFE的视频输入工作。 TVP5146是一种高性能单片数字视频解码器，它可将所有常见的基带模拟视频信号，例如NTSC，PAL，SECAM混合信号数字化并解码为数字视频信号。该解码器还包括了具有模拟预处理功能的4路10位30MSPS的模数转换器。高达10组的视频输入终端可以用来配置作为RGB，YPbPr，CVBS分量信号或者S端子视频输入。
网络控制模块主要包括EMAC模块和MDIO模块，原理图如图5所示。本文引用地址：https://www.eepw.com.cn/article/149783.htm
本系统采用TI公司出品的TSB43EA42作为以太网收发器。TSB43EA42支持10 MB／100 MB基带传输，提供与MAC层相接的MII接口。它与DM3 65通信的主要引脚有：发送、接收数据线、时钟、使能信号、错误指示、管理数据接口、控制／指示引脚等。EMAC控制模块内部集成了8 kB的RAM，主要功能使存放缓冲描述符和以太网数据包。MDIO模块则主要通过两线接口完成对物理层芯片的配置，工作状态检测等工作。
串口模块采用TI公司的MAX322ICPW，主要用来负责开发板与计算机之间的通信。通过超级终端，完成Linux内核的下载以及相关参数的设置，完成系统的开发以及调试。存储模块包括了2个扩展存储接口EMIF和2个MMC／SD卡接口。前者包括DDR控制器和异步扩展存储接口AEMIF分别用于扩展连接对DDR存储器和Flash存储器；后者实现了2个SD卡存储器的扩展连接。
电源模块采用了TI公司的TPS65023作为电源管理芯片。该芯片包括3个DC／DC转换器以及2个200mA线性稳压器LDO。每路LDO由TMS320DM3 65通过I2C与之通信，实现各路输出电源电压的控制，为内核存储器和I／O接口提供1．3，1.8，3．3 V的工作电压；也可通过5 V稳压器直流供电，通过DC／DC转换器提供1．3，1．8，3．3 V供电。
4 系统软件设计
系统的视频采集模块负责从摄像头中读取视频流数据，读出的图像数据交由压缩模块处理。摄像头驱动程序加载完成后为了进行视频采集必须加入Video4Linux模块，从而可以通过Video4Linux模块提供的编程接口从摄像头设备中获取图像帧。基于V4L的视频采集流程图如图6所示。
本系统采用RTP实时传输协议以及RTCP实时传输控制协议作为视频传输的协议。RTP在多点传送或单点传送的网络服务上，提供端对端的网络传输功能，适合应用程序传输实时数据，如：音频、视频或者仿真数据。RTP由于没有为实时服务提供资源预留功能，所以不能保证QoS(服务质量)。RTCP作为一种控制协议，通过扩展可以升级为大型的多点传送网络，并提供最小限度的控制和鉴别功能。在RTP会话期间，各参与者周期性的传送RTCP包，RTCP包中含有已发送的数据包的数据、丢失的数据包的数量等统计资料，因此服务器可以利用这些信息动态的改变传输速率，甚至改变有效载荷类型。RTP和RTCP配合使用，他们能以有效地反馈和量小的开销使传输效率最佳化，RTCP利用主要的两种控制包SR和RR反馈的信息如数据包丢失比，数据包丢失率，吞吐量和吞吐率，数据包到达时延抖动和往返传播时延等来调节实时传输，并调整系统的打包格式，发包速率来保证流畅地传输数据和清晰的播放视频，因此特别适合传送网上的实时数据。
JRTPLIB作为一个RTP协议的库，用来开发多媒体的应用十分方便。通过JRTPLIB库发送或接收RTP数据，而不用考虑SSRC的冲突、调度，连RTCP的数据也不需要用户来发送。用户只需要使用相应的类来发送和接收媒体数据。下面介绍RTP相关代码的具体实现。
在使用JRTPLIB传输多媒体数据之前，首先应该创建一个RTPSession类的一个对象来标识此次会话。然后通过RTPSession实例的create()方法来对其进行初始化操作。在create()时，需要两个参数sessparams和transparams，分别为RTPSessionParams和RTPUDPv4Trans mission Params的实例。在create()成功以后，需要设置目标地址、净荷类型、时间戳增量等信息。在RTP会话建立起来以后，我们就可以进行媒体数据的传输。传输净荷数据的方法很简单，只需要调用RTPSession实例的SendPacker()方法就可以了。同时为了适应在网上的传输，还需对净荷数据进行分割。为了方便的使用，我们需进一步的封装。对于RTP分组的接收部分，由于给出的是拆分了的数据帧，我们需要组合成完整的数据帧。这里需要注意的是由于本摄像机采用的H．264解码算法，所以分流式接收方式以及RTP分组接收方式两种模式，对于流式传输，有的组合成完整的数据帧的步骤放在了H．264的NAL层。但对有些音频和JPEG等应用，还是需要进行组装过程的。
5 结束语
提出一种基于TMS320DM365的高速网络摄像机系统设计。网络摄像机接入局域网后，在局域网内部的PC机上通过IE输入网络摄像机的IP地址，通过第三方软件便可以观看到摄像机捕捉到的图像以及网络摄像机的相关数据流量信息。当获得图像质量要求较高时，相应的图像数据量也会增高，反之减小。在640X480的分辨率下，测得数据流量约为960 kb／s，可以满足对监控视频流畅性的要求。
本文首先介绍了视频监控系统的发展趋势以及嵌入式处理器TMS320DM365的特点，之后通过对该系统的硬件设计以及软件设计的详细分析，实现了基于达芬奇技术TMS320DM365的高速网络摄像机系统。该系统采用了最新的技术，降低了产品的成本，具有很强的实用性，是一种比较理想的网络摄像机解决方案，可广泛应用于视频监控系统。
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