雙DSP的多路視頻監控系統設計

3．5 存儲空間擴展
DM642采用存儲映射的方式來組織存儲空間，其中二級緩存映射在0x00000000～0x0003FFFF(共256 KB)，外部存儲器空間映射在0x80000 000以后的地址空間中。外部存儲空間又分為4個可獨立尋址的空間，自地址0x80000000其各占256 MB，每個存儲空間對應一個CE空間控制寄存器，通過寄存器設置每一個空間的存儲器類型。
DM642通過EMIF(External Memory Interface)存儲器接口訪問片外存儲器，它集成了數組總線、地址總線、異步控制總線及SDRAM、SBS-RAM控制總線，支持SDRAM、SBSRAM、Flash等存儲器無縫接口設計。將空間配置成64位寬度，只用于SDRAM內存的映射；空間配置成8位數據寬度，用于Flash存儲空間擴展；、本設計中未使用，留作將來擴展使用。
3．5．1 SDRAM接口
DM642的EMIF接口擁有SDRAM控制器接口，可以實現與SDRAM芯片的無縫連接。將子空間配置為64位的SDRAM接口，將兩片4M×32位的SDRAM拓展成4M×64位，在子空間的具體地址定位為0x80000000～0x81FFFFFF。SDRAM采用Hynix公司的HY57V283220芯片。它具有4個物理Bank，每個Bank的空間為1M×32位，刷新周期為64 ms，可以連續或者交錯突發讀寫1、2、4、8或整頁數據。SDRAM的工作時鐘由DSP的ECLK-OUT1提供，可由AEA19和AEA20引腳配置為EMIF的CPU時鐘的1／4或1／6。SDRAM主要用來存儲大量的圖像數據。每片DSP需要2片SDRAM，2片DSP就需要4片SDRAM。SDRAM擴展原理圖略一編者注。
3．5．2 Flash接口
DM642的外部存儲器接口還提供了異步接口，用于與多種存儲器和可編程外部設備接口，如SDRAM、E2PROM和Flash存儲器，同時也包括FPGA、CPLD等。系統為每個DSP都配置了一片4M×8位的Flash，用于固化程序和初始化數據。系統上電或者復位后，從Flash的0x00000000處開始加載程序和數據到SDRAM空間。DSP將EMIF的空間配置為8位異步靜態存儲器Flash接口。Flash選用90 ns的AM29LV320DT，擁有22根地址線。由于DM642的外部地址總線只有A[22：3]，所以子空間的最大尋址范圍為1M×8位。CE1子空間除了分配給Flash空間外，還分配給狀態／控制寄存器等資源使用，Flash只占據CE1子空間的一半尋址空間，最大可尋址范圍為512K×8位，而Flash的設計容量為4M×8位。為了訪問整個Flash空間，需將Flash進行分頁，每頁為512 KB，共分8頁，頁地址PA20、PA19、PA18及Flash片選信號都是來自CPLD。Flash接口電路略——編者注。

4 PCB電路設計
DM642的內核時鐘達到720 MHz，SDRAM總線速度達到133 MHz，系統屬于高速信號電路。為了保證系統正常工作，需要考慮傳輸線效應、信號完整性、電源完整性及電磁兼容性等問題，利用高速電路布線知識設計阻抗匹配及層疊結構，并保證良好的供電系統。
首先，一個良好的疊層設計是保證系統的信號完整性及電源完整性的關鍵，同時良好的疊層結構設計也有助于電路的布通。本系統中采用8層電路結構，這8層板分層結構為信號層1一地層一信號層2一電源層一地層一信號層3一地層一信號層4，其中信號層1和信號層4分別為Top層和Bottom層。這樣的疊層設計使得電源層和地層緊鄰，可以保證系統電源的完整性設計；同時，處于信號層之間的地層將4個信號層有效地隔離開，使得信號層之間信號線間的串擾達到最小，以保證信號的回流路徑，從而保證系統的信號完整性。
其次，對于系統中的高速總線信號必須進行阻抗匹配，從而減少信號反射及信號的過沖。常見的匹配網絡有串行端接及AC并行端接，考慮到PCB布線空間的影響，總線信號一般采用電阻串行端接的方式，而模擬視頻信號線則采用AC并行端接的方式。在系統設計階段，可以基于IBIS模型利用HyperLynx仿真軟件進行布線前仿真，確定阻抗匹配網路及布線寬度。總線系統采用33 Ω的串行端接，而模擬視頻信號線采用75 Ω的AC并行端接網絡。
最后，對系統的電源平面和地進行分割，并有效地旁路地和電源上的反彈噪聲，在合適的地方增加去耦電容。去耦電容的分布應該盡量靠近去耦芯片，同時盡量在每個電源引腳上均勻分布一個電容。
由于系統是高速信號處理系統，因此在布線前可以利用HyperLynx進行布線前仿真，特別是對系統中的存儲模塊及網絡差分模塊進行仿真，確定阻抗匹配網路及布線寬度。在布線完成之后還可以進行布線后仿真，確保系統的信號完整性及減小系統的電磁輻射干擾。

結語
本系統利用TI公司的專用視頻處理芯片TMS320DM642完成雙DSP多路視頻監控系統設計。與傳統的多路視頻監控系統相比，采用雙DSP的多路視頻監控系統設計簡單，開發成本低，可廣泛應用于煤炭、鋼鐵等工業現場監控的領域。