基于MPC82xx處理器和專用編解碼芯片的DVR設計

　　VW2010是實時MPEG-1、-2和-4音視頻系統編解碼芯片(同時壓縮、解壓或編碼、解碼)，完全兼容ISO/IEC-11172-2、ISO/IEC-13818-2、ISO/IEC-14496-2和ITU-T H.263(基線)。視頻編碼部分接收未壓縮的ITU-R.BT.656數字視頻信號。它將輸入和壓縮的視頻轉換為MPEG-1、-2、-4或H.263格式。 

　　其音頻編碼部分接收雙通道分立的I2S數字音頻格式數據并具有輸入濾波功能，它可將每路音頻轉換為MPEG-1、MPEG-2、MP3、AAC或AC-3音頻格式。VW2010為網絡應用輸出傳輸流或為存儲應用輸出節目流。視頻解碼部分接收MPEG位流并輸出ITU-R.BT.656數字視頻。音頻解碼器接收MPEG-1、MPEG-2、MP3、AAC或AC-3位流并輸出I2S、S/P-DIF或IEC-61937壓縮音頻。VW2010是該DVR系統中完成音視頻編解碼的主芯片。 

　　VW2010不但可以產生MPEG-2格式的數據碼流，而且可以產生MPEG-4格式的數據碼流。它對壓縮數據的碼率可在128Kbps到6Mbps之間可調，以適應各種用戶的需要。低碼率的文件適合網絡傳播并節省存儲空間，而高碼率的文件具有最佳的聲、視覺播放效果。而且，VW2010可以單獨編碼音頻數據并能實現MP3的功能特性。 

　　下面列出一些目前在DVR產品中應用較為廣泛的音視頻編解碼芯片方案：

　　ASIC：IME6400、Vweb2010、Wis7007； 
　　DSP：Blackfin 532加多媒體PCI Bridge SAA7146、PNX1302加畫面分割芯片AQ424； 
　　高端：PNX1501、DM642。 
　　應用系統組成及特點 

　　該系統的核心芯片只有兩片(VW2010及MPC8250)，并能通過標準的PCI總線完成交互控制。嵌入式CPU MPC8250集成度高，不但節省了傳統的PCI橋芯片、以太網MAC，還減少了外圍電路設計的難度和工作量。VW2010外圍的A/D、D/A等芯片可以通過MPC8250的串行I2C接口，方便地完成相應的初始化和制式轉換。整個系統對電源種類要求很低，減少了對電源部分的設計壓力和成本。由于采用嵌入式Linux操作系統，并且處理器本身的指令與普通x86的處理器不同，不易被黑客及病毒攻擊，保證了整個系統的安全性能。該系統架構如圖1。 

　　視頻信號先經過視頻接收電路進行前端處理(包括阻抗匹配、限幅和鉗位)，然后通過視頻解碼電路產生符合VW2010視頻接口標準的ITU656信號。視頻解碼電路的核心是一個視頻解碼芯片，該解碼芯片用于對CVBS信號進行A/D轉換和編碼，以產生ITU656標準的并行數字電視信號。高檔的視頻解碼器還支持圖像尺寸縮放(scaling)和幀提取(decimating)功能，如飛利浦的SAA7114、SAA7115以及Rockwell公司的BT829A等。由于VW2010的視頻輸入為ITU656/D1格式，所以只需要選擇具有基本A/D轉換和編碼功能的視頻輸入處理芯片如SAA7113即可。 

　　在模擬音頻信號經過模擬音頻接收電路進行前端處理后，便可通過音頻ADC電路產生符合VW2010音頻接口標準的I2S信號。 

　　VW2010是壓縮卡的核心處理芯片，該芯片除可完成音、視頻信號的編碼外，還可提供對解碼器和ADC的控制(通過I2S總線)，其編碼產生的MPEG流可通過芯片內部集成的PCI接口輸出。VW2010的解壓操作是壓縮操作的逆過程，基本原理類似。 

　　在VW2010根據系統的配置將該音視頻信號壓縮編碼為MPEG-1、-2或-4格式的音視頻數據后，主CPU MPC8250通過PCI總線將壓縮編碼后的音視頻數據以文件的形式存入IDE接口的硬盤或CDROM-R/W中(需操作系統的支持)。同時，在VW2010內部可將編碼后的音視頻數據直接解碼輸出到相應的D/A轉換器中，完成對用戶的實時播放。 

　　硬件設計注意事項 

　　采用嵌入式的處理器，相對來說在電路設計方面要簡單很多，華恒科技目前提供基于MPC8250的開發平臺及參考設計，而VW2010目前有成熟的PCI編解碼卡。采用現成的嵌入式Linux開發平臺和音視頻編解碼卡，用戶前期僅需在外圍接口板進行簡單的擴展，即可快速推出產品樣機，減少前期開發的周期和成本。在完成前期工程樣機及相關軟件開發后，開發者可以進一步將整個系統重新整合，重新設計硬件電路板。