基于DSP平臺的數(shù)字視頻源的PCB系統(tǒng)設計

本文提出了一種基于TI DSK6711平臺的將模擬視頻進行數(shù)字化處理的系統(tǒng)設計方案，其中視頻解碼模塊完成復合視頻信號數(shù)字化，音頻A/D模塊完成語音信號數(shù)字化，同時采用大容量的SDRAM存儲器作為幀緩存，用FPGA完成其控制接口，整個系統(tǒng)以DSK6711為核心構(gòu)成數(shù)據(jù)處理單元，此系統(tǒng)可以完成電視圖像信號的去隔行掃描轉(zhuǎn)換﹑低分辨率向高分辨率轉(zhuǎn)換等視頻信號處理，也可以進行實時視頻和音頻數(shù)據(jù)壓縮處理。

隨著數(shù)字電視和高清晰度電視技術(shù)的發(fā)展和成熟，標準數(shù)字和高清晰度電視已成為未來電視系統(tǒng)的必然趨勢。整個數(shù)字電視系統(tǒng)從技術(shù)層面上來講，包括數(shù)字視頻信號節(jié)目源﹑信號傳輸以及終端接收三部分。由于傳輸網(wǎng)絡傳輸帶寬的限制，因此，解決傳輸大容量的數(shù)字視頻信號的問題成了數(shù)字電視的關(guān)鍵所在。于是數(shù)字視頻編碼壓縮技術(shù)應運而生，成百成千倍地壓縮視頻信號，解決了傳輸上的問題。隨著國家廣電總局對數(shù)字電視的衛(wèi)星傳輸標準﹑有線傳輸標準﹑地面?zhèn)鬏敇藴实年懤m(xù)制定，數(shù)字電視漸漸地進入人們的生活，但是完全實現(xiàn)電視的數(shù)字化還有很漫長的路程，模擬電視和數(shù)字電視將會在很長的一段時間內(nèi)并存。現(xiàn)在市場上有售的數(shù)字化電視接收機(PDP，LCD，DLP)接收的仍然是復合視頻信號，其數(shù)字化的概念是指對模擬視頻的數(shù)字化，并不是完全意義上的數(shù)字電視接收機。盡管如此，對模擬視頻的數(shù)字化也包括了不少技術(shù)問題，如電視信號具有不同的制式而且采用復合的YUV信號方式，而計算機直接工作在RGB空間；電視機是隔行掃描，計算機顯示器大多逐行掃描；電視圖像的分辨率與顯示器的分辨率也不盡相同等等。因此，模擬視頻的數(shù)字化主要包括色彩空間的轉(zhuǎn)換﹑光柵掃描的轉(zhuǎn)換以及分辨率的統(tǒng)一等等。

1　硬件設計
　　TI公司的IDK(影像開發(fā)套件)是一套成熟的DSP硬件開發(fā)平臺。為了給數(shù)字化電視接收機提供高品質(zhì)的視頻圖像信號源，我們開發(fā)了一套與DSP芯片連接的數(shù)字視頻處理系統(tǒng)作為DSK6711平臺的子卡，，同時兼顧了視頻信源編解碼的開發(fā)。
　　 本數(shù)字視頻處理系統(tǒng)采用了先進的板間嵌入的設計理念和堆棧式結(jié)構(gòu)形式，共有三部分組成：視頻采集板(2)﹑視頻存儲顯示子卡(3)和DSK6711(1)開發(fā)板。

　　1)DSK6711開發(fā)板(1)
　　 DSK6711開發(fā)板是TI（德州儀器公司）為DSP開發(fā)人員提供的一種硬件實時調(diào)試平臺，選用TMS320C6711B作為核心處理器，在板擴展2個16Mbit的SDRAM，一個音頻解碼與編碼電路，通過HPI接口與PC機相連接，是軟件進行實時調(diào)試和數(shù)據(jù)交換的通訊接口。TMS320C6711B是一款浮點DSP芯片，其片外時鐘頻率可以達到150M，其體系結(jié)構(gòu)采用甚長指令字(VLIW)結(jié)構(gòu)形式，單指令字長為32bit，8個指令組成一個指令包，總字長為 。芯片內(nèi)部設置了專門的指令分配模塊，可以將每個256bit的指令包同時分配到8個處理單元，并使8個處理單元同時運行。通過片內(nèi)的鎖相環(huán)路(PLL)將輸入時鐘倍頻獲得，這樣可以使CPU的最大處理能力達到2400MIPs。
　　DSK6711開發(fā)板提供了音頻信號處理的DSP硬件平臺，為了適應不同系統(tǒng)用戶的要求， TI為其設計了一種接口標準(EMIF和外設接口)，專門用于第三方用戶開發(fā)DSK6711的子板以適應不同的應用場合。EMIF兼容8bit/16bit/32bit的異步存儲器和同步存儲器，20根地址線和獨立的字節(jié)讀寫使能信號，兩組獨立的片選信號﹑讀信號﹑寫信號分別控制兩個不同的存儲器，每個存儲器的最大容量可達到128Mbit。外設接口提供了2個多通道串口MCBSP，2個計數(shù)器，2個通用IO口和CPU的中斷信號。