基于CDMA网络传输的无线视频监控存储系统

　　摘　要： 选用TMS320DM642 作为系统CPU ，并采用最新视频编码标准H. 264 压缩算法， 实现基于CDMA 网络传输的无线视频监控和视频数据存储系统。文中详细地描述了系统组成、结构和功能， 对系统各个组成模块进行了详细分析和设计， 主要包括视音频输入、CDMA 传输串口、DE 及USB 通信等模块， 并针对DM642 高速CPU， 分析了系统设计中应注意的问题。

　　关键词： TMS320DM642; 嵌入式系统; 视频监控; CDMA

　　无线视频监控系统是公安、交通、水利等行业的重要装备， 目前无线视频传输设备主要采用微波方式， 其致命弱点是传输距离短， 有障碍物时传输距离大为减少， 多年来一直没有得到很好的解决。随着运营商在国内大部分地区推出GRPS 和CDMA1x公共无线数据网络， 通过公共无线数据网络传输视频已成为当今研究和应用的热点， 它能彻底解决微波方式的短距离问题。由于公共无线数据网络的带宽比较窄且不稳定， 采用编码效率不高的视频压缩算法（如H. 263、MPEG-4 等） ， 传输效果不理想， 无法满足大多数监控场合的要求。H. 264 是JVT制定的最新视频压缩标准 ， 比H. 263 和MPEG- 4 在同质量时码流可低50% ， 同时支持无线网络传输， 但其运算复杂度也是H.263 和MPEG- 4 的3-5倍， 因此一般的CPU 系统无法满足要求。TMS320DM642是TI最新推出的高性能数字媒体处理器， 指令最高可达4800MIPS， 可以满足实时H. 264 编码算法的要求。本文设计了基于TMS320DM642 的嵌入式系统， 采用H. 264 视频编码算法， 成功的开发了基于CDMA 传输的无线视频监控系统。

　　1　无线视频监控系统构成

　　1. 1　无线视频监控系统设计需求

　　本系统要求采用嵌入式视频发送终端， 对采集视频图像进行实时压缩并通过CDMA 网络发送， 接收端采用PC 机对接收视频数据进行解码并显示。对于嵌入式视频发送终端有如下需求：

　　①一路PAL/NTSC 标准模拟视频输入， 一路模拟音频输入; ②采用CDMA 接入方式将视频数据通过网络发送; ③采用CF卡或硬盘对视频进行本地存储; ④发送图像和保存图像的尺寸和帧率等参数可调; ⑤可通过无线网络进行远程控制， 并且要求低功耗。

　　1. 2　系统的总体设计

　　图1　视频发送终端系统框图

　　2　无线视频监控系统硬件设计

　　2. 1　TMS320DM642 简介

　　TMS320DM642是TI 推出的针对多媒体处理领域应用的高性能数字媒体处理器。该处理器是专门为视频与影像市场量身定制的， 特别适用于VOIP 视频、视频点播（VOD ）、多信道数字视频摄录像应用以及高品质视频编码与解码解决方案。DM642 处理器内部集成了TMS320C64X 的DSP内核， 在600MHz 运行速度下， 指令可达4800MIPS， 由于其强大的运算能力， 可以实现实时的H. 264 编解码算法。

　　DM642 内部集成了外部内存接口（EMIF） 控制单元， 通过20 根地址线和64 位数据总线可直接与外部的SDRAM、FLASH进行连接。本系统中由于采用100MHz 的SDRAM ， 考虑到信号完整性，SDRAM 直接与DM642 连接， 而FLA SH 通过总线加以驱动后加以连接。

　　2. 2　视频输入模块

　　DM642 具有三个视频端口， 支持多种分辨率和标准， 如CCIR601、ITU- BT. 656、BT. 1120 等， 每个端口为20bit 位宽， 可以被灵活的配置为一个20/16bit 或两个10/8bit 通道。同时， 每个端口都可配置为视频输入或视频输出。本系统中采用VP0与SAA7113H 相连进行视频输入采集。

　　SAA7113H 为9bit 视频解码器， 其内部有由视频源选择、反混叠滤波器和ADC 组成的两通道模拟预处理电路、增益控制、时钟发生电路（CGC）、多标准数字解码器、亮度饱和度控制电路等组成。它支持PAL、NATSC 等多种视频输入格式， 输出支持标准的ITU. 656 YUV 4∶2∶2 8bit 格式， 通过I2C 总线进行控制， 只需一个24. 576MHz外部晶振， 采用3. 3V电源、具有小于0. 5W 的功耗。SAA 7113H 与DM642 接口见图2。

　　图2　SAA7113H与DM642 接口