基于TMS320DM365的高速網絡攝像機的設計
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本系統的視頻采集模塊采用TVP5146。傳統NTSC／PAL攝像頭的輸出信號格式為模擬信號，由于TMS320DM365的視頻輸入信號是通過VPFE的CCDC以ITU-R BT．601／BT．656格式進行輸入的，所以首先需要通過視頻前段濾波放大器OPA361對采集到的模擬信號進行放大，經過視頻解碼芯片TVPS146將模擬信號進行圖像的抗混疊濾波預處理、模擬數字化轉換及亮度／色度、水平／垂直同步信號的分離，實現模擬視頻信號轉換為數字并行信號BT.656碼流格式，隨后通過2個12位2選1的FET多路復用器對4路視頻信號選擇1路作為輸入從而完成VPFE的視頻輸入工作。 TVP5146是一種高性能單片數字視頻解碼器，它可將所有常見的基帶模擬視頻信號，例如NTSC，PAL，SECAM混合信號數字化并解碼為數字視頻信號。該解碼器還包括了具有模擬預處理功能的4路10位30MSPS的模數轉換器。高達10組的視頻輸入終端可以用來配置作為RGB，YPbPr，CVBS分量信號或者S端子視頻輸入。
網絡控制模塊主要包括EMAC模塊和MDIO模塊，原理圖如圖5所示。本文引用地址：http://www.104case.com/article/149783.htm
本系統采用TI公司出品的TSB43EA42作為以太網收發器。TSB43EA42支持10 MB／100 MB基帶傳輸，提供與MAC層相接的MII接口。它與DM3 65通信的主要引腳有：發送、接收數據線、時鐘、使能信號、錯誤指示、管理數據接口、控制／指示引腳等。EMAC控制模塊內部集成了8 kB的RAM，主要功能使存放緩沖描述符和以太網數據包。MDIO模塊則主要通過兩線接口完成對物理層芯片的配置，工作狀態檢測等工作。
串口模塊采用TI公司的MAX322ICPW，主要用來負責開發板與計算機之間的通信。通過超級終端，完成Linux內核的下載以及相關參數的設置，完成系統的開發以及調試。存儲模塊包括了2個擴展存儲接口EMIF和2個MMC／SD卡接口。前者包括DDR控制器和異步擴展存儲接口AEMIF分別用于擴展連接對DDR存儲器和Flash存儲器；后者實現了2個SD卡存儲器的擴展連接。
電源模塊采用了TI公司的TPS65023作為電源管理芯片。該芯片包括3個DC／DC轉換器以及2個200mA線性穩壓器LDO。每路LDO由TMS320DM3 65通過I2C與之通信，實現各路輸出電源電壓的控制，為內核存儲器和I／O接口提供1．3，1.8，3．3 V的工作電壓；也可通過5 V穩壓器直流供電，通過DC／DC轉換器提供1．3，1．8，3．3 V供電。
4 系統軟件設計
系統的視頻采集模塊負責從攝像頭中讀取視頻流數據，讀出的圖像數據交由壓縮模塊處理。攝像頭驅動程序加載完成后為了進行視頻采集必須加入Video4Linux模塊，從而可以通過Video4Linux模塊提供的編程接口從攝像頭設備中獲取圖像幀。基于V4L的視頻采集流程圖如圖6所示。
本系統采用RTP實時傳輸協議以及RTCP實時傳輸控制協議作為視頻傳輸的協議。RTP在多點傳送或單點傳送的網絡服務上，提供端對端的網絡傳輸功能，適合應用程序傳輸實時數據，如：音頻、視頻或者仿真數據。RTP由于沒有為實時服務提供資源預留功能，所以不能保證QoS(服務質量)。RTCP作為一種控制協議，通過擴展可以升級為大型的多點傳送網絡，并提供最小限度的控制和鑒別功能。在RTP會話期間，各參與者周期性的傳送RTCP包，RTCP包中含有已發送的數據包的數據、丟失的數據包的數量等統計資料，因此服務器可以利用這些信息動態的改變傳輸速率，甚至改變有效載荷類型。RTP和RTCP配合使用，他們能以有效地反饋和量小的開銷使傳輸效率最佳化，RTCP利用主要的兩種控制包SR和RR反饋的信息如數據包丟失比，數據包丟失率，吞吐量和吞吐率，數據包到達時延抖動和往返傳播時延等來調節實時傳輸，并調整系統的打包格式，發包速率來保證流暢地傳輸數據和清晰的播放視頻，因此特別適合傳送網上的實時數據。
JRTPLIB作為一個RTP協議的庫，用來開發多媒體的應用十分方便。通過JRTPLIB庫發送或接收RTP數據，而不用考慮SSRC的沖突、調度，連RTCP的數據也不需要用戶來發送。用戶只需要使用相應的類來發送和接收媒體數據。下面介紹RTP相關代碼的具體實現。
在使用JRTPLIB傳輸多媒體數據之前，首先應該創建一個RTPSession類的一個對象來標識此次會話。然后通過RTPSession實例的create()方法來對其進行初始化操作。在create()時，需要兩個參數sessparams和transparams，分別為RTPSessionParams和RTPUDPv4Trans mission Params的實例。在create()成功以后，需要設置目標地址、凈荷類型、時間戳增量等信息。在RTP會話建立起來以后，我們就可以進行媒體數據的傳輸。傳輸凈荷數據的方法很簡單，只需要調用RTPSession實例的SendPacker()方法就可以了。同時為了適應在網上的傳輸，還需對凈荷數據進行分割。為了方便的使用，我們需進一步的封裝。對于RTP分組的接收部分，由于給出的是拆分了的數據幀，我們需要組合成完整的數據幀。這里需要注意的是由于本攝像機采用的H．264解碼算法，所以分流式接收方式以及RTP分組接收方式兩種模式，對于流式傳輸，有的組合成完整的數據幀的步驟放在了H．264的NAL層。但對有些音頻和JPEG等應用，還是需要進行組裝過程的。
5 結束語
提出一種基于TMS320DM365的高速網絡攝像機系統設計。網絡攝像機接入局域網后，在局域網內部的PC機上通過IE輸入網絡攝像機的IP地址，通過第三方軟件便可以觀看到攝像機捕捉到的圖像以及網絡攝像機的相關數據流量信息。當獲得圖像質量要求較高時，相應的圖像數據量也會增高，反之減小。在640X480的分辨率下，測得數據流量約為960 kb／s，可以滿足對監控視頻流暢性的要求。
本文首先介紹了視頻監控系統的發展趨勢以及嵌入式處理器TMS320DM365的特點，之后通過對該系統的硬件設計以及軟件設計的詳細分析，實現了基于達芬奇技術TMS320DM365的高速網絡攝像機系統。該系統采用了最新的技術，降低了產品的成本，具有很強的實用性，是一種比較理想的網絡攝像機解決方案，可廣泛應用于視頻監控系統。
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