基于AT91M40800的音频视频处理系统设计

文章摘要：（5）嵌入式数据处理部分以AT91M40800为嵌入式核心芯片，主要进行系统控制与数据处理。（6）网络连接部分通过以太网控制芯片，将音频视频流以UDP包的形式送入网络进行传输。采用Realtek公司生产的RTL8019AS作为主控制芯片。该芯片符合Ethernet II与IEEE802.3标准，采用全双工方式，有8个中断申请线以及16个I/O基地址可供选择。2.2系统原理框图及工作原理 本系统原理框图如图2所示。将CCD摄像头采集到的视频模拟信号送入A/D转换芯片进行视频解码。SAA7113芯片将输入的PAL、NISC等不同制式的模拟复位信号解码成亮度、色度信号，输出标准的数字视频YUV

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（5）嵌入式数据处理部分

以AT91M40800为嵌入式核心芯片，主要进行系统控制与数据处理。

（6）网络连接部分

通过以太网控制芯片，将音频视频流以UDP包的形式送入网络进行传输。采用Realtek公司生产的RTL8019AS作为主控制芯片。该芯片符合Ethernet II与IEEE802.3标准，采用全双工方式，有8个中断申请线以及16个I/O基地址可供选择。

2.2系统原理框图及工作原理

    本系统原理框图如图2所示。

将CCD摄像头采集到的视频模拟信号送入A/D转换芯片进行视频解码。SAA7113芯片将输入的PAL、NISC等不同制式的模拟复位信号解码成亮度、色度信号，输出标准的数字视频YUV4：2：2格式，并产生场同步参考信号VREF、行同步参考信号HREF。同时，音频编解码芯片UDA1344将麦克风输入的模拟声音信号解码，形成的串行数字音频流与输出的数字视频流复合，送入芯片W99200F进行M-PEG格式的图像压缩。该芯片具有视频预处理、图像裁剪、运动估计单元、运动图像补偿、量化表、可变长度编码（产生位流到SDRAM）等强大内部功能，负责将接收到的数据流进行压缩并同步音频、视频信号。压缩处理输出的音、视频流，通过外部缓存FIFO直接输入AT91M40800进行整体系统数据处理。嵌入式系统初始化后，采用中断请求方式来完成数据的采集和程序的存取，同时通过I2C总线初始化A/D转换芯片和控制其工作状态及工作方式。

其间，各部件的逻辑和时序控制是由FPGA来完成的，它控制中断请求以及某些片选信号。XC2S50E内含逻辑运算、数字量监测和接口控制单元等内部资源，在与图像压缩芯片的接口控制中，主要完成地址发生、握手逻辑、时序控制等功能。当检测到SAA7113芯片输出的奇偶同步标志信号RTS0为高电平时，将此作为采集数据过程的时序起点，输出采样使能信号与地址选通信号；而收到像素延时结束信号，又生成相应的写地址和写信号。XC2S50E初始化时，置DONE为低电平，在存储器清零时又置INIT为低，以此复位PROGRAM，将数据流输入。

当收到嵌入式CPU采集数据的有效信号后，它控制A/D芯片采样过程的动作；当完成了一帧数据的采集压缩后，FPGA又向AT91M40800发出中断请求信号并等待响应。系统数据经嵌入式处理器完成处理后，送入以太网控制芯片RTL8019AS，并最终以UDP包的形式传送至网络。如果网络另一端装备有终端机，则收到由网络传输过来的数据后，可对音、视频进行解码，并对视频数据进行回显，对音频数据进行播放。通过同样的一个逆据进行回显，对音频数据进行播放。通过同样的一个逆过程，亦可实现可视对讲的功能。

3 结论与展望

基于AT91M40800芯片的嵌入式音视频处理系统，能保证音、视频的质量和数据处理的实时性，具有很好的可靠性和灵活性。虽然在网络实时传输和系统软件编程上还面临一些挑战，但是随着嵌入式系统和图像处理技术的不断发展，这些都不会成为该系统推广应用的障碍。将其应用在可视对讲、远程监控、可视IP电话等领域，将会具有广阔的发展前景和应用市场。

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