基于LPC2210和SZ1510的车载数字视频压缩记录系统设计

2.2 控制及存储电路设计

　　考虑到控制部分的体积、可靠性和控制能力，本系统中的CPU采用Philips公司的ARM7TD-MI-S内核微控制器LPC2210。这是一个能够支持实时仿真和跟踪的16／32位ARM7TDMI-S CPU。对于代码规模有严格控制的应用，可使用16位Thumb模式，该模式可将代码规模降低30％以上，而性能的损失却非常小。LPC2210采用144脚封装，具有极低的功耗。另外，该芯片还具有多个32位定时器、8路10位ADC、PWM输出以及多达9个外部中断。通过配置总线，LPC2210最多可提供76个GPIO。

　　LPC2210可与SZ1510的HOST接口相连，并可通过HOST接口对SZ1510进行控制和设置。正常工作时，LPC2210把从HOST接口输出的MPEG-1格式视频流以文件形式送人电子盘进行存储。LPC2210与SZ1510的接口电路如图2所示。其中，HAD[0…15]接到ARM的P2.0～P2.15A作为16根数据线；P3.0接到HALE脚可实现SZ1510内部IOAR(I／O Address Registerl)和IODR(I／O DataRegister)寄存器的选择；P1.1和P3.27分别接读、写选通管脚HRD和HWR；通过将P3.24接到HCS可选通SZ1510；将P0.9接到HINT可发送SZ1510中断请求信号。

　　从重量和可靠性出发，本记录单元最终选用电子盘来实现。该电子盘的主体为Flash芯片，该芯片耐冲击，耐高温，体积小，寿命长，适合在汽车环境下工作。虽然电子盘的价格昂贵，但是考虑到系统只采集1路视频信号，记录的数据量也不是很大(计算后得出记录单元的容量为3G时)，记录长度可达4.5个小时，所以，选用电子盘完全能够实现任务要求。

　　LPC2210的GPIO引脚与IDE接口的连接电路如图3所示。图中，P2.16～P2.31为数据线，P1.16～P1.20为地址和选通信号，P0.17和P0.20为设备的复位和状态请求信号，用P0.21和P0.19则可实现读写控制。

3 系统软件设计

　　本系统的所有软件程序事先均应通过JTAG口烧录到ARM中，这样，系统上电后便可自动运行这些程序以控制系统的工作。系统软件工作流程图如图4所示。

3.1 SZ1510的寄存器配置

　　SZ1510有128个寄存器，每个寄存器都有一个索引号，外部主机是通过HOST接口(HALE管脚)来设置SZ1510内部的两个寄存器IOAR (I／O地址寄存器)、IODR(I／O数据寄存器)以实现对SZ1510的控制和配置。访问时，首先由主机的A0管脚发送一个低电平到HALE管脚以选中IOAR寄存器，然后将要访问的寄存器索引号写入IOAR；接着由主机的A0管脚发送一个高电平到HALE管脚，以选中IODR寄存器，然后再将要写入的数据写入IODR，这样，SZ1510就会自动把配置的数据送到指定地址的寄存器。

　　对Z1510进行初始化时，先由主机写任意值到0x0B寄存器；接着在主机至少等待1微秒后，向Int_enable中断使能寄存器写入0x40，以使能RDY(Ready)中断；然后，主机便等待SZ1510的Ready(Int_source[6])中断；之后，当主机等到RDY中断后，它将清除RDY中断并开始向SZ1510的内部DSP装载二进制代码。

3.2 SZ1510的二进制代码装载

　　由于复位后内部寄存器的内容是未知的，因此，主机必须进行程序代码的装载，以初始化视频编码核的可编程RAM。SZ1510内部的程序空间是以块(Blank)为单位进行划分的，每块的大小是256字节。用于视频编码核的二进制代码的装载空间为0x000～0x004和0x00c六个块，共1.5k字节代码。具体装载时，先由主机向0x2E寄存器写0x01，以表示外部的SDRAM是1M×16bits；接着由主机向0x0C寄存器写0x03，以使能FIFOReady和End of Data中断；然后由主机向0x11寄存器写0x1，以设定工作模式为内部内存写模式；再由主机向0x10写0x20，以设定SZ1510输出数据的FIFO大小为256字节；最后对每块程序空间进行二进制代码装载，其具体过程如下：

　　(1)主机写0x3F寄存器，选择下载程序空间；

　　(2)主机向0x08寄存器写0x04，发送开始命令；

　　(3)主机等待Ready中断；

　　(4)主机通过读0x0e寄存器，清除Ready中断；

　　(5)主机向Data_in寄存器0x01写256个字节；

　　(6)主机等待EOD(End 0f Data)中断，

　　(7)主机通过读0x0e寄存器，清除EOD中断；

　　(8)主机查程序空间的代码是否装载完毕，如没有则继续装载。

4 结束语

　　本系统可实时长时间记录摄像头传输的汽车外部及车内各仪表显示的视频信号，所记录的压缩数据流符合MPEG-1图像压缩标准。本设计中采用的压缩视频流速率为1.5 Mbps。对于一个3GB的电子盘，本系统可连续记录超过4.5个小时的汽车视频数据。由此可见，本系统体积小、功耗低，便于移动环境下对视频数据的实时长时间压缩数据记录。