一种新的车载数字硬盘录像机的设计方案

由于主/从DSP 各有2 路视频输入，所以总共可以实现4 路视频输入，但需要通过PCI进行图像数据交换，才能实现4 路图像的现场显示和资源合理分配。也就是主DSP 采集完视频数据后必须通过DMA 写入从DSP 的内存，并通过中断告知从DSP；而从DSP 采集完视频数据后也必须通过中断通知主DSP 读取数据。这样就可以实现4 画面的现场显示和4路双码流MPEG4 编码设计，还可以减轻主DSP 的负担，使主DSP 可以有更多的资源来实现增值应用，如广告影片的播放，GPS 行车定位和网络应用等。
三、软件设计
本方案采用 Nexperia 平台提供的pSOS 嵌入式操作系统，由于此操作系统是philips 提供的专用操作系统，有着成熟的大规模应用，在PNX1700 上有很好的表现，如实时性、稳定性和扩展性等都不比其他的商业嵌入式操作系统差。程序分两部分，一部分是从程序，比较简单，主要是4 路编码的实现；另一部分是主程序的设计，比较复杂，主要实现传输编码、文件存储管理、回放和控制等。
图 3 是从程序的软件处理流程示意图，从图3 可以看出，从程序主要的工作就是实现视频和音频数据的编码，其中2 路的图像数据由主DSP 提供并通过PCI 中断告知。由于PNX1700 支持4 通道立体声采集，所以音频数据可以本地采集。当编码完成后，数据进行必要的缓冲处理并发送中断通知主DSP，主DSP 接收到中断请求后主动读取并经文件系统处理后完成存储。

图 4 是主DSP 程序的视频流处理流程示意图，从图4 可以看出，主程序接收到视频采集完成中断后不但要进行现场显示，还要通过PCI 的DMA 写到从DSP 的内存，并发送中断通知从DSP；如果是需要显示从DSP 采集的图像数据，还需要处理从DSP 的中断请求，通过PCI 的DMA 读取缓存在从DSP 内存的图像数据，就可以实现任意单路或多画面合成的现场显示。如果需要双码流传输，则可以进行编码传输。

图 5 是主DSP 程序录像数据存储和播放流程的示意图。对于非车载应用，录像数据经过文件系统处理后就可以直接存储到大容量硬盘。但由于车载环境存在强烈的震动，不但读写不可靠，还很容易损坏机械硬盘，所以本方案设计了一个独特的停车自动备份功能，也就是在行车过程中产生的录像数据通过专用文件系统临时保存在CF 卡中，当系统检测到停车状态时再唤醒硬盘并把CF 卡的录像数据转存到硬盘，这样硬盘就不需要复杂和昂贵的避震系统，不管多差的路况都不会损害硬盘，可以轻松和可靠地实现行车录像资料的长时间保存，并可以大大提高录像机的可靠性和稳定性，延长硬盘的使用寿命。录像资料可以通过网络和 USB 磁盘进行备份，还可以用刻录机刻录以便长期保存备查。
如果配套一个远程网络监控中心，则可以通过GPRS 等无线网络进行远程监控，构建一个完备的移动设备监控网络系统。
四、增值应用
针对车载应用市场，车载数字录像机的增值应用有着非常巨大的应用空间，比如广告、影片、GPS 导航、GPRS 远程传输和行车记录（汽车黑匣子）等。本系统由于采用了双DSP设计，有比较丰富的接口资源和DSP 资源，也就为增值应用提供了足够的资源空间。特别是采用双输出设计，可以实现播放广告影片和预览/回放录像资料互不影响。
五、总结
车载硬盘录像机作为适合车辆的监控设备，随着社会认同度的增加和其功能的不断完善，它的适用范围将越来越广，作用将越来越大。不仅在长途大巴、公共汽车上将被广泛的应用，而且在火车、船舶、救护车、消防车、公安交警用车、物资运输车、旅行车、机关、学校、幼儿园等单位的接送专车上都有十分广泛的用途。车载数字硬盘录像机将为社会更加文明，生活更加安全起到十分重要的作用。
本文作者创新点：
1）基于两颗高性能DSP，采用先进的MPEG4 压缩算法，通过PCI 组成四路实时双码流多功能车载数字硬盘录像机。
2）行车时选用CF 卡为存储设备，运用停车自动备份的策略，这样可避免在行车过程中使用机械硬盘，大大提高了车载数字硬盘录像机的可靠性。