基于MPC850的四路MPEG-4视频监控系统的设计

文章摘要：摘 要：本文介绍了基于PowerPC内核的嵌入式通信控制器芯片MPC850和MPEG-4数字视频压缩芯片IME6400，并利用这些芯片设计并实现了一种新型的MPEG-4数字视频监控系统。关键词：嵌入式系统；MPC850；IME6400；硬件开发平台概述 本文采用MPEG-4编码芯片IME6400实现了嵌入式MPEG-4音视频编码，并应用于实际的监控系统。该方案克服了传统的视频监控系统的不足，既可以用于本地存储，还可以通过光纤网络和以太网用于远程监控。系统的总体设计如图1所示。MPEG-4视频压缩模块设计 MPEG-4视频压缩模块设计如图2所示。下面对设计框图进行详细说明：1.

基于MPC850的四路MPEG-4视频监控系统的设计,标签：电子小制作,http://www.88dzw.com

摘   要：本文介绍了基于PowerPC内核的嵌入式通信控制器芯片MPC850和MPEG-4数字视频压缩芯片IME6400，并利用这些芯片设计并实现了一种新型的MPEG-4数字视频监控系统。
关键词：嵌入式系统；MPC850；IME6400；硬件开发平台

概述
    本文采用MPEG-4编码芯片IME6400实现了嵌入式MPEG-4音视频编码，并应用于实际的监控系统。该方案克服了传统的视频监控系统的不足，既可以用于本地存储，还可以通过光纤网络和以太网用于远程监控。系统的总体设计如图1所示。

MPEG-4视频压缩模块设计
    MPEG-4视频压缩模块设计如图2所示。下面对设计框图进行详细说明：
1. 四片BT829B完成PAL制式的视频A/D采样，四片PCM1801分别完成音频A/D采样。
2. IME6400从BT829B接收CCIR-601接口的视频数据，从PCM1801接收I2S的A/D采样数据，并对每路音视频信号进行独立的MPEG-4压缩编码。
3. CPU的片选信号控制打开哪一个数据通道。
4. IME6400的HOST接口地址、数据总线经驱动后和MPC850相连；
5. 音频的I2S时钟由晶体电路产生。
6. 四输入与门7421确保当四个片选有一个有效时就打开数据通道。

IME6400的设计
    IME6400的VIDEO接口支持CCIR-601 16bit接口，最大水平、垂直方向可达2048个象素。本系统中视频A/D采样由BT829B来完成，VIDEO接口时钟由BT829B的CLKX1提供。音频A/D采样由PCM1801完成。这是一个5V供电，可支持多速率16位A/D编码的音频采样芯片。模拟音视频信号的数据采样率可以编程设置。

    IME6400的外部HOST接口用来传输编码后的数据流，有四种模式。它们由一个MODE引脚来决定。本设计选用的模式为：Synchronous Burst Type1，MODE[1:0] pin = 2’b 01。

    HOST接口的时钟可以由MCLK或者FRD提供。由USEOCK的值来决定。本设计中，USEOCK=1，FRD被用作内部的时钟源。这个27MHz的时钟源由主控板提供。

    如果用内部引导的ROM，IME6400就不需要外部的ROM，但在外部引导模式，它需要一个ROM接口。外部的ROM最大可达4M。本设计EXTBOOT用跳线控制用外部或是内部的ROM引导。本设计外部ROM选用28C256，为256K、5V供电。MCLK的27MHz时钟由主控板提供。

    IME6400的I2C接口只支持主模式，不支持从模式。如果用27MHz作为主时钟，IME6400支持从41Hz到1.6875MHz的接口速率。

    为了压缩视频和音频数据并且存储编码流，需要用外部的SDRAM。大小与要压缩的图像大小和模式有关。本设计选用的SDRAM为2MX32。IME6400可以访问的外部SDRAM最大可以到2Gbits。目前设计选用的大小为11行8列地址。

    SDRAM的时钟是的MCLK时钟三倍或者四倍，由DIV34的值决定。本设计中，MCLK时钟是27MHz，选三倍MCLK时钟，所以SDRAM时钟为81MHz。

MPC850通信接口的设计
    MPC850(以下简称850)通信控制器芯片基于PowerPC内核，以RISC的体系结构为基础，集成了32位微处理器和多种外设接口，具有强大的通信和网络协议处理能力。

    本系统利用850强大的通信能力，配合适当的接口芯片，实现了两个光口和两个以太网口，并且用FPGA实现了外挂最多四个硬盘的能力，如图3所示。在这个模块的设计中，主要有以下几个关键点。

850产生IP178A的复位
    IP178A的复位信号由850控制，用引脚850-PD[8]。初始化时需要复位，复位时间必须大于1ms；如果需要改变IP178A的配置，做完配置后，也需要复位，同样复位时间必须大于1ms。

850改变IP178A配置的控制
    改变IP178A的配置通过烧写93C46后重新复位IP178A完成。93C46的前面有2个CD4053，用来选择是IP178A还是850对93C46进行读写操作，选择信号由850的850-PD[3](下拉)控制。平时850-PD[3]输出高阻或低电平，此时93C46由IP178A控制。改变IP178A的配置前，在850-PD[3]上输出高电平，此时93C46由850控制，做完读写操作后，850控制850-PD[3]输出高阻或低电平，93C46交还给IP178A控制。对IP178A进行复位后，新配置即生效。

[1] [2]  下一页