网络摄像机的解决方案有多种选择,但是市场主流产品一般选择两种方案:(1)采用CPU+ASIC。(2)采用双CPU结构,即一个嵌入式CPU和一个专用信号处理芯片DSP。受专用DSP芯片处理能力的限制,现有的嵌入式网络摄像机中使用的视频处理算法基本是H.263以下的标准。
本文介绍一种基于TMS320DM642 DSP的网络摄像机设计方案。其操作系统、通信协议、网络协议、音视频处理软件均在一颗TMS320DM642上实现,降低了开发的难度。
TMS320DM642芯片简介
TI公司的TMS320DM642 (以下简称DM642)是一款专门面向多媒体应用的专用DSP。该DSP时钟高达600MHz,8个并行运算单元,处理能力达4800MIPS;采用二级缓存结构;具有64位外接存储器接口;兼容IEEE-1149.1(JTAG)边界扫描;为了面向多媒体应用,还集成了3个可配置的视频端口、面向音频应用的McASP(Multi Channel Audio Serial Port)、10/100Mb/s的以太网MAC等外设。鉴于DM642的上述优点,本网络摄像机系统就以DM642为核心,完成音视频信号的实时采集、压缩及传输功能。
硬件设计
系统电路组成如图所示。从摄像机输入的视频信号和从麦克风输入的音频信号经采集、A/D转换为数字信号后送入DSP。DSP在信源处对音视频信号进行压缩编码和合流,然后通过局域网或因特网将数据
传输给视频监控中心。监控中心可同时监视多个现场,接收或发送报警信号,并根据需要通过异步串行总线RS-485实时控制云台,调整摄像头的方向和位置。
以太网接口电路
本系统用LXT971作为快速以太网物理层自适应收发器。由于LXT971支持IEEE 802.3标准,提供MII(media independent interface)接口,可以支持MAC,而DM642内部正好集成有以太网媒体存取控制器,所以LXT971可以和DM642实现无缝连接。连接电路如图所示,其中YL18-2050S为1:1的隔离变压器(该网络变压器为裕泰公司的,电话0574-63620701,www.yutai-elec.com)。从DM642传输过来的数据通过LXT971转换为以太网物理层能接收的数据后,通过RJ-45头传输到因特网。
本方案能在一颗DM642芯片上实现网络摄像机的几乎全部功能,能对音视频进行实时的编解码和实时的网络传输。图像质量高、开发难度低、易于升级,是一种比较理想的网络摄像机解决方案,可广泛应用于视频监控系统中。