基于TMS320DM365的高速網絡攝像機的設計

摘要：針對傳統網絡攝像機的結構復雜、效率低下以及昂貴的成本等問題，提出了基于嵌入式Linux和達芬奇技術TMS320DM365處理器平臺的高速網絡攝像機系統的設計方案。通過時基于TMS320DM365的高速網絡攝像機進行硬件軟件設計，從前端攝像頭采集視頻數據，通過Linux操作系統的V4L2編寫驅動程序從而實現視頻的采集。經H．264壓縮算法對視頻數據進行處理，最后通過RTP以及RTCP編碼后經由100 M網口完成網絡傳輸。
關鍵詞：TMS320DM365；高速網絡攝像機；達芬奇技術；軟件硬件設計

多媒體技術和網絡與移動通信的飛速發展激發了人們進行視頻信息交流的需求。隨著視頻監控系統逐步向數字化發展．開發新一代基于計算機網絡以及多媒體壓縮算法的視頻監控系統成為行業的主流方向。然而隨著視頻應用的迅速增加，開發者往往需要花費很多時間來熟悉各種多媒體的標準，最終只能通過編寫與改進代碼來進行開發與改變。隨著美國TI公司推出達芬奇(DaVinci)平臺后，這一切都在發生改變。

1 達芬奇技術的主要特點
達芬奇平臺是典型的基于共享存儲的嵌入式多處理(ARM，DSP，VICP，視頻前端和后端等)環境，支持的關鍵技術是片內實現了多通道的交換中心資源(Switch Central Resources，SCR)。基于片內SCR，達芬奇平臺在片內多處理器之間形成了典型的C／S架構：計算能力強大的DSP可以作為服務器提供算法的實時計算服務；帶有JAVA處理能力的ARM9實現網絡，硬盤音視頻I／O等用戶界面。美國TI公司在達芬奇平臺上專門為音視頻編解碼(Codec)多媒體應用精心設計了系統框架，提供了豐富的系統程序接口SPI，應用程序接口API以及視頻，圖像，話音和音頻千余種流媒體算法組件。他們與操作系統，中間件構成了一個應用系統的大部分內容，應用系統開發團隊只需要將他們封裝成運行包，就能得到高可用性和高可靠性的產品。
達芬奇平臺的最大特點就是基于DSP與ARM的SOC芯片，和與之相關的相關軟件，如圖1所示。

對達芬奇平臺，硬件上給與雙核架構強有力的支持，在DSP端用DPS／BIOS來支持音／視頻算法的運行，在ARM端用MontaVistaLinux(MV)來支持其對外設的管理。對于ARM與DSP之間的數據交叉，則用Codec Engine和Codec Server來加以管理。達芬奇平臺的先進性，對高端音／視頻系統來說，無疑是開發平臺的最好選擇。

2 TMS320DM365介紹
TI公司的TMS320DM365是一款面向多媒體技術應用的高性能芯片。TM320DM365功能框圖如圖2所示。

內核方面TMS320DM365集成ARM926EJ-S.H.264協處理器(HDVICP)，MPEG4／JPEG協處理器(MJCP)，能以1080p格式與10幀／s的速度提供H．264編解碼功能，和以1080p格式與24幀／s的速度提供MPEG4編解碼功能，以及以720p格式與30幀／s的速度提供H．264或MPEG4編解碼功能。存儲方面擴展存儲器接口EMIFs包括1個16位256 M地址空間的DDR2和mDDR，以及1個16／8位的AEMIF，可擴展的類型有8／16位NAND Flash，16Mb NOR Flash，SRAM，16位OneNAND等。其他外圍擴展控制器還包括16位HPI(Host-Port Interface)，2個MMC(Multimedia Card)／SD(Secure Digital)／SDIO接口，1個16位的WDT(Watch DogTimer)，5個SPI(Serial Port Interface)接口其中每個具有兩個片選，1個主／從I2C(Inter-Integrated Circuit)總線控制器，1個支持2．0USB OTG接口控制器等。