数码摄像机的设计与实现

音频采集与输入

DM270内部的DSP是5409，有两个多通道缓冲串行口(McBSP)模块，用于音频的采集接口。在笔者开发的平台中，音频采样和转换采用的是AIC23芯片。TLV320AIC23是TI推出的一款高性能的立体声音频CODEC，内置二级输出放大器，支持MIC和LINE IN两种输入方式(2选1)，并且可以对输入输出进行可编程的增益调节。 AIC2模数及数模转换都高度集成在芯片内部，而且采用先进的Sigma-delta过采样技术，可在8~96kHz频率范围内提供 16bit，20bit，24bit和32bit的采样。输入输出信噪比可以分别达到90dB和100dB。为数码摄像机的声音录放音质，提供了保证。而且AIC23与DSP内部的McBSP可以进行无缝连接。其接口如图2。

图2视频输入模块结构图

音频压缩，解码

在DM270中DSP的运算能力强大，可以实现多种语音压缩编码、解码。下面的表格是几种语音编码方式的比较。

由表格可以看出，在保证高音质的情况下，G.711和G.726的算法复杂度相对简单，这样可以减少DSP的数据处理压力，使DSP有更多的资源进行视频数据的处理。而且G.711数据可以被QuickTime格式的影音文件支持，这样可以增加数码摄像机文件支持格式。G.726为可变码率编码，数码摄像机用户可以根据存储空间来选择。

在笔者开发的平台上，分别实现了G.711与G.726算法及QuickTime文件的录放功能。

系统软件设计

在笔者开发的系统中，因为DM270的ARM核为ARM7TDMI，没有内存管理单元(MMU)，所以采用uClinux作为嵌入式操作系统同标准的Linux相比，uClinux最大的特点在于不具有MMU，因此很适合那些没有MMU的处理器。由于uClinux的内核是由Linux根据所要运行的CPU裁减、修改而来。它保持了原有Linux系统的主要优点，如稳定性好，出色的文件系统支持，完善的应用程序开发，升级方便。

该方案的软件平台架构如图5。

图5 软件架构图

在用户应用程序中主要完成三种功能：录像功能，拍照功能，以及录像及照片的回放功能。

并且可以实现三种功能的实时的相互切换。如图6所示。

图6 系统用户程序功能切换

在该方案软件系统中还移植了U-boot进行系统引导与加载，提高了整个系统的运行效率。

为产品系统的升级服务提供了良好的支持。

结语

本系统已经在中国农业大学信息与电气工程学院得到实现，可以进行MPEG4、motion-JPEG录像，JPEG拍照，以及QuickTime格式的录制;并实现了上述录像，拍照在LCD及电视机上的回放功能。实践证明，这种高性能，基于DSP及ARM双核技术的解决方案，使得产品开发应用变得更加容易，而且使用的系统软件可以随时升级，可以按照用户的要求进行定制，甚至做到DIY，为产品的尽快进入市场奠定了基础。