基于TMS320DM642的視頻監控系統的設計

2.4 I2C總線模塊

集成有I2C總線接口，用于與I2C總線外設通信。本設計中TMS320DM642就是通過I2C總線模塊對、SAA7121進行配置的。由于需要對4個TVP5150進行不同的配置，而TVP5150只有兩種I2C地址，所以一路I2C總線是無法實現對4路TVP5150的配置的。

如圖6所示，采用信號分離器SN74CBT3257將I2C總線信號分離成兩路，結合TVP5150的地址選擇信號，分別對4路TVP5150進行配置。

2.5 視頻采集模塊

本設計中TMS320DM642的3個視頻口均采用了8位BT.656模式。其中VP0和VP1采用了單通道方式，VP2采用了雙通道方式。

視頻解碼芯片選用了TI公司生產的TVP5150芯片。該芯片是一款超低功耗的視頻解碼器，正常工作時功耗僅為115 mW，在省電模式下功耗不超過1 mW，它支持PAL/NTSC/SECAM制式的視頻信號。

視頻采集部分的電路連接如圖7所示，圖中只給出了1個TVP5150芯片與VP0口連接的示意圖，其他3個芯片的連接類似。

圖中TVP5150的AIP1A和AIP1B是2個模擬視頻輸入，支持2路CVBS模擬信號或者1路S-Video模擬信號。圖中的14.318 18 MHz時鐘由CY223 81芯片提供，RESET#信號由電源監測模塊提供，數據輸出YOUT[7：0]與TMS320DM642的VP0[9：2]相連，SCLK引腳輸出的27MHz時鐘連接到TMS 320DM642的時鐘輸入引腳VP0CLK0，作為視頻回放時的同步時鐘使用，場消隱信號VBLK連接到TMS320DM642的VP0CTL0。

系統中使用了4片TVP5150來實現4路模擬視頻的輸入，TVP5150上與YOUT7復用的I2CSEL引腳通過接上拉或下拉電阻，可以進行從地址的選擇(見表1)，這樣就可以將2個TVP5150芯片連接到同一組I2C總線上去。因此系統中用到了2組I2C總線，見I2C模塊。

2.6 視頻輸出模塊

本設計中使用TMS320DM643的VP0端口進行視頻輸出。視頻編碼芯片選用Philips公司生產的SAA7121芯片。該芯片是一款數字PAL/NTSC編碼器，可將YUV數字化視頻數據同時編碼為NTSC/PAL制式的CVBS或S-video信號。系統的工作電壓為3.3 V，可以接收MPEG解碼數據，輸入數據要求符合Cb-Y-Cr順序的BT.656格式，每行720像素4：2：2 YUV復用數據。芯片包含1個同步時鐘發生器和3個分別針對Y、C和CVBS的DAC，支持400 kHz的I2C總線協議。視頻輸出模塊的電路連接如圖8所示。

TMS320DM642的VP0口向SAA7121的MP口輸出BT.656 4：2：2格式的數字視頻信號，經過SAA7121芯片內部數據管理器模塊分離出 Y信號和Cb、Cr信號，然后再送到相應的模數轉換模塊將數字視頻信號變換成模擬視頻信號，由CVBS(復合視頻信號)或者Y、C(S-video信號)引腳輸出。

2.7 時鐘模塊

本系統時鐘源選擇了50 MHz的高精度有源晶振。設計中TMS320DM642的CLKMODE1和CLKMODE0引腳分別接高電平和低電平，因此DSP倍頻因子設置成12，即TMS320DM642的工作主頻為50 MHz×12=600 MHz。另一方面，選擇了133 MHz的高精度有源晶振為EMIF接口擴展SDRAM提供備用時鐘。設計中TMS320DM642的ECLKINSEL1和ECLKINSEL0引腳分別接高電平和低電平，采用1/6×CPU時鐘作為EMIF接口的同步時鐘。

3 硬件調試

3.1 電源模塊調試

焊接電源模塊芯片及外圍電路，輸入5 V電壓，測試3.3 V、1.8 V、1.4 V、4.1 V電壓輸出是否正常。上電后，檢查各電壓轉換芯片是否發熱，若發熱則立即斷開電源進行檢查。

3.2 最小系統調試

在板上焊接TMS320DM642、SDRAM、FLASH、JTAG接口及各模塊電路外圍元件。仔細檢查有無短路、斷路、虛焊、漏焊、假焊等情況，無問題后上電，測量各芯片工作電壓是否正常，用示波器測量各模塊的工作時鐘是否正常。利用JTAG口將硬件與計算機相連，配置好控制寄存器后，測試SDRAM讀寫功能是否正常，FLASH擦寫功能是否正常。如果工作不正常，檢查時序信號、硬件連接等情況。

3.3 視頻輸入輸出調試

焊接TVP5150、SAA7121及外圍相關元器件。測量各模塊的工作時鐘是否正常。利用TI公司提供的測試程序，測試系統能否正常地接收4路視頻并輸出視頻。

結語

本系統充分利用DSP的高處理速度、大數據量處理能力的特點，結合編解碼芯片，實現視頻的快速多路輸入與輸出。擴展大容量的SDRAM利用TMS320DM642自身的EDMA，可以輕松地實現大數據量的存儲與轉移，方便對視頻信號進行圖像處理等操作。