一種新的車載數字硬盤錄像機的設計方案

由于主/從DSP 各有2 路視頻輸入，所以總共可以實現4 路視頻輸入，但需要通過PCI進行圖像數據交換，才能實現4 路圖像的現場顯示和資源合理分配。也就是主DSP 采集完視頻數據后必須通過DMA 寫入從DSP 的內存，并通過中斷告知從DSP；而從DSP 采集完視頻數據后也必須通過中斷通知主DSP 讀取數據。這樣就可以實現4 畫面的現場顯示和4路雙碼流MPEG4 編碼設計，還可以減輕主DSP 的負擔，使主DSP 可以有更多的資源來實現增值應用，如廣告影片的播放，GPS 行車定位和網絡應用等。
三、軟件設計
本方案采用 Nexperia 平臺提供的pSOS 嵌入式操作系統，由于此操作系統是philips 提供的專用操作系統，有著成熟的大規模應用，在PNX1700 上有很好的表現，如實時性、穩定性和擴展性等都不比其他的商業嵌入式操作系統差。程序分兩部分，一部分是從程序，比較簡單，主要是4 路編碼的實現；另一部分是主程序的設計，比較復雜，主要實現傳輸編碼、文件存儲管理、回放和控制等。
圖 3 是從程序的軟件處理流程示意圖，從圖3 可以看出，從程序主要的工作就是實現視頻和音頻數據的編碼，其中2 路的圖像數據由主DSP 提供并通過PCI 中斷告知。由于PNX1700 支持4 通道立體聲采集，所以音頻數據可以本地采集。當編碼完成后，數據進行必要的緩沖處理并發送中斷通知主DSP，主DSP 接收到中斷請求后主動讀取并經文件系統處理后完成存儲。

圖 4 是主DSP 程序的視頻流處理流程示意圖，從圖4 可以看出，主程序接收到視頻采集完成中斷后不但要進行現場顯示，還要通過PCI 的DMA 寫到從DSP 的內存，并發送中斷通知從DSP；如果是需要顯示從DSP 采集的圖像數據，還需要處理從DSP 的中斷請求，通過PCI 的DMA 讀取緩存在從DSP 內存的圖像數據，就可以實現任意單路或多畫面合成的現場顯示。如果需要雙碼流傳輸，則可以進行編碼傳輸。

圖 5 是主DSP 程序錄像數據存儲和播放流程的示意圖。對于非車載應用，錄像數據經過文件系統處理后就可以直接存儲到大容量硬盤。但由于車載環境存在強烈的震動，不但讀寫不可靠，還很容易損壞機械硬盤，所以本方案設計了一個獨特的停車自動備份功能，也就是在行車過程中產生的錄像數據通過專用文件系統臨時保存在CF 卡中，當系統檢測到停車狀態時再喚醒硬盤并把CF 卡的錄像數據轉存到硬盤，這樣硬盤就不需要復雜和昂貴的避震系統，不管多差的路況都不會損害硬盤，可以輕松和可靠地實現行車錄像資料的長時間保存，并可以大大提高錄像機的可靠性和穩定性，延長硬盤的使用壽命。錄像資料可以通過網絡和 USB 磁盤進行備份，還可以用刻錄機刻錄以便長期保存備查。
如果配套一個遠程網絡監控中心，則可以通過GPRS 等無線網絡進行遠程監控，構建一個完備的移動設備監控網絡系統。
四、增值應用
針對車載應用市場，車載數字錄像機的增值應用有著非常巨大的應用空間，比如廣告、影片、GPS 導航、GPRS 遠程傳輸和行車記錄（汽車黑匣子）等。本系統由于采用了雙DSP設計，有比較豐富的接口資源和DSP 資源，也就為增值應用提供了足夠的資源空間。特別是采用雙輸出設計，可以實現播放廣告影片和預覽/回放錄像資料互不影響。
五、總結
車載硬盤錄像機作為適合車輛的監控設備，隨著社會認同度的增加和其功能的不斷完善，它的適用范圍將越來越廣，作用將越來越大。不僅在長途大巴、公共汽車上將被廣泛的應用，而且在火車、船舶、救護車、消防車、公安交警用車、物資運輸車、旅行車、機關、學校、幼兒園等單位的接送專車上都有十分廣泛的用途。車載數字硬盤錄像機將為社會更加文明，生活更加安全起到十分重要的作用。
本文作者創新點：
1）基于兩顆高性能DSP，采用先進的MPEG4 壓縮算法，通過PCI 組成四路實時雙碼流多功能車載數字硬盤錄像機。
2）行車時選用CF 卡為存儲設備，運用停車自動備份的策略，這樣可避免在行車過程中使用機械硬盤，大大提高了車載數字硬盤錄像機的可靠性。