基于LPC2378和MAX4357的視頻矩陣

機場是航空客運、航空貨運、郵政、快件等航空業務的中心，是航空網絡的輻射點甚至是輻射中心，機場的任何安全隱患都可能導致災難性的嚴重后果，帶來巨大的經濟損失，因此機場的安全監控是十分重要的。

由于機場地域范圍廣，人流量大，物流量大，運輸生產繁忙，大型的視頻監控系統在機場安全監控中發揮著重要的作用。在機場大型視頻監控系統中，由于監控點眾多，使用攝像機數量大，需要監控的視頻圖像也很多，監控中心的監視器與現場攝像機的數量比一般為1:5～1:10，故視頻矩陣切換設備具有十分重要的作用。

目前，國內使用的視頻矩陣切換系統一般規模較小，并且大多數通過RS232串口連接的鍵盤來控制切換，實施遠程操控很繁瑣。為此，本設計采用恩智浦公司（NXP）基于ARM7的微控制器LPC2378與美信公司（MAXIM）視頻矩陣切換芯片MAX4357構成嵌入式系統，在μC/OS-Ⅱ嵌入式操作系統的支持下，實現了具有以太網接口的128路視頻輸入、16路視頻輸出的視頻矩陣。這樣，操作人員可以很直觀地使用可視化的上位機，通過以太網對視頻進行切換。在上位應用軟件的支持下，該系統具有自動，循環切換視頻的功能，并且可以通過網絡通信的方式，在遠端對各攝像機的云臺實施操作。

LPC2378的特性
LPC2378包含了10/100 Ethernet MAC、USB 2.0全速接口、4個UART、2路CAN通道、1個SPI接口、2個同步串行端口（SSP）、3個I2C接口、1個I2S接口、MiniBus、4個通用定時器、10位A/D轉換器、RTC、看門狗和104個通用I/O管腳。 LPC2378的特性如下：

（1）ARM7TDMI-S處理器，可在高達72MHz的工作頻率下運行；

（2）高達512KB的片內Flash程序存儲器，具有在系統編程（ISP）和在應用編程（IAP）功能。

（3）ARM局部總線上有高達32KB的SRAM，可以進行高性能的CPU訪問；

（4）以太網接口的16KB靜態RAM。也可用作通用SRAM；

（5）USB接口的8KB靜態RAM。也可用作通用SRAM；

（6）兩個AHB系統，可以同步進行Ethernet DMA，USB DMA以及從片內Flash執行程序的操作，在這些功能中不會產生競爭。

（7）外部存儲器控制器支持諸如Flash和SRAM的靜態設備。8位數據/16位地址并行的總線僅可在LPC2378中使用。

（8）先進的向量中斷控制器，支持多達32個向量中斷。

（9）通用AHB DMA控制器（GPDMA）能夠與SSP串行接口、I2S端口和SD/MMC卡端口共用，也可用于存儲器到存儲器的傳輸。

LPC2378內部集成的Ethernet控制器使用RMII接口與外圍電路PHY芯片（如DM9161A）進行通信，從而易于實現以太網通信功能。

MAX4357的功能特點
MAX4357是美信公司的32路輸入16路輸出的視頻矩陣切換芯片，所有的輸入和輸出都具有緩存。所有的輸出引腳都能驅動標準的75Ω視頻負載，其結構框圖如圖1所示。

圖1 MAX4357結構框圖

MAX4357具有由512個獨立的電子開關構成的開關矩陣，可以使其32路視頻輸入16路視頻輸出。這個矩陣切換是100%非阻塞的，通過一個SPI/QSPI兼容的三線接口寫入控制系列字，可以使能任意一路輸入和任意一路輸出連接，每一個輸出可以和32路模擬輸入信號中的任意一路連接，任意一路輸入可以沒有信號衰減的連通所有的16路輸出。