基于dm6437的视频采集系统设计

基于dm6437的视频采集系统设计

0智能汽车中的应用随着汽车电子产业和社会需求的快速发展，现代数字数据处理理论的理论逐渐得到完善。数字数据处理技术在数字通信、图像处理等领域得到了广泛应用。近年来，汽车电子技术成为汽车技术进步的重要推动者，智能车辆也成为汽车行业发展的生力军。智能车辆可以集成数据处理、信息集成等创新技术，为智能驾驶和数据处理提供方便的服务。数字图像具有两个突出特点:一是对处理速度要求特别高;二是数据量大采用基于多媒体处理器TMS320DM6437的视频采集平台设计方案,设计出一种视频采集的硬件系统,在简化难度的同时降低了成本,通过软件开发环境CCS实现视频采集的功能,验证其性能指标及功能.1硬件系统的设计1.1数字媒体处理器TMS320DM6437数字媒体处理器是美国德州仪器公司(TI)推出的一款基于TI第3代高性能VLIW架构的处理器,这款DSP主要面向数字多媒体应用,它是支持达芬奇技术的32位定点DSP器件,专门为高性能、低成本视频应用而开发出的新产品,具有非常强大的功能,能够支持3路D1解析度的H.264视频编码,成本则比TI前代DSP数字媒体处理器下降了50%1.2tms320dms6433处理器硬件设计硬件系统的整体框图如图1所示.该系统主要以TMS320DM6437处理器为核心,将硬件系统分为3个模块,即DSP处理器模块、传感器模块和LCD显示器模块.1.3主要硬件电路设计1.3.1系统电源管理TI公司的TMS320DM64x+系列的DSP需要为系统提供多种不同电压,分别给I/O接口、DSP内核以及内存供电,系统采用TI公司的TPS65023供电芯片.TPS65023是一款集成的电源管理芯片,它应用于锂离子或锂聚合物电池,并且需要多个电源线.该电源芯片提供了3个高效率、有针对性的基于处理器系统的降压转换器,为内核、I/O和存储芯片提供不同大小的电压值1.3.2tvp5154系统简介在视频输入端采用高性能视频解码芯片TVP5158,可把所有流行的基带模拟视频格式转换成数字视频,并输出4路高品质的NTSC/PAL视频信号.该解码器共有4个信道,每个信道包括10位27-MSPS的A/D转换器(ADC),所有4个通道都是相互独立控制的,它们共享一个输入时钟,并且支持所有的标准.为降低监控市场的BOM成本,TVP5158集成了4通道音频ADC,并且多个TVP5158器件可以级联连接到支持多达8通道视频或16通道音频处理.本系统采用的TVP5158芯片,最多可接入4路模拟视频,其原理图如图3所示.1.3.3vbs输出视频输出模块部分利用TMS320DM6437内部的4路DAC输出,实现了VGA输出和CVBS输出.其中VGA输出使用了3路DAC;CVBS输出接口使用了1路DAC.此外,当该系统作为VGA输出接口时,需要使用2个场同步信号:HSYNC和VSYNC.采用了磁珠隔离数字电源和模拟电源,避免两者之间的相互干扰.另外使用电感和电容组成的滤波网络,降低噪声的干扰1.3.4cpld和cpld复杂可编程逻辑器件CPLD模块的作用主要分为二类:①用于扩展I/O口,②是实现系统逻辑操作.采用专用芯片对逻辑进行设计,芯片将增加占用的面积,同时也大大增加了成本,因此在本系统中主要采用组合逻辑设计.CPLD还具有体积小,功耗低,易编程等优点,选用CPLD设计增加了系统的灵活性、保密性,同时也降低了设计印制电路板PCB的面积,节约了成本.系统采用了XILINX公司的XC9536XL芯片,它在系统中的频率高达178MHz,能够实现I/O电平与内核电平转换,时钟分频以及其他逻辑功能.具体的原理图如图5所示.2多层pc设计2.1含信号分类、线条数在设计印制电路板时,根据需求功能确定布线层与电源层,层数取决于要求实现的功能、价格因素、电源种类、信号分类、线条数等.如图6所示采用2层板设计时,在电路板大小确定的情况下,布线密度过大,会造成走线的交叉;而采用6层板时,虽然在布线时很方便,但是成本太高;因此,本设计使用软件工具AltiumDesigner,采用4层电路板的设计,其中,顶层、第3层、底层为信号层,第2层为地层.2.2配置和系统线程本系统电路板的布局布线如图7所示.3软件的设计和实现在视频采集硬件系统上嵌入了基于DSP的单路视频采集算法,系统有效地实现了视频信号的采集,进而验证了系统在硬件设计方面的合理性.3.1算法的实现和实现多媒体处理器TMS320DM6437作为最新的芯片,它的视频输入输出端口是极其强大的,而且在控制方面又着重提高了其配置和使用的方便性.由于数字视频信号需要接到DM6437的视频前端,所以系统采用了可以将模拟视频信号转换成数字视频信号的视频转换芯片TVP5158.算法的移植是将已经编写好的C程序移植到DSP端,使它能够在DSP上正常运行.在CCS集成开发环境下,基于DSP/BIOS操作系统,设计了系统的视频采集程序.用C语言实现了单路视频采集算法.系统软件流程如图8所示.3.2dm6433视频信号的转换成模拟信号,输出数字视频信号实验采用PC机作为上位机,首先,CCD摄像头采集一帧完整的视频图像,将该图像转换成模拟视频信号,然后,通过视频传输线把得到的模拟视频信号输入到视频解码芯片TVP5158,利用芯片将模拟视频信号转换成数字视频信号,再通过DM6437输入到视频处理前端,待程序接收到一幅完整的视频帧后,再将它输入到视频处理后端,将此数字视频信号编码输出,通过DM6437系统的视频输出接口电路将该视频信号转换成模拟信号输出,最后,通过视频传输线将得到的模拟视频信号最终输入到显示器上显示.实验过程中,首先在PC机上对DM6437程序进行编译生成可执行文件,然后通过ICETEK-5100USB仿真器下载到系统的SDRAM中开始执行,捕捉到的视频图像显示在显示屏上.实验结果证明,本系统在处理效果和处理速度上都达到了要求.整个实验系统的结果如图9所示.4原板实验和视频采集系统实验结果设计了一种基于DM6437高性能多媒体处理器的视频采集硬件系统,最