基于TMS320DM642的视频监控系统的设计

2.4 I2C总线模块

集成有I2C总线接口，用于与I2C总线外设通信。本设计中TMS320DM642就是通过I2C总线模块对、SAA7121进行配置的。由于需要对4个TVP5150进行不同的配置，而TVP5150只有两种I2C地址，所以一路I2C总线是无法实现对4路TVP5150的配置的。

如图6所示，采用信号分离器SN74CBT3257将I2C总线信号分离成两路，结合TVP5150的地址选择信号，分别对4路TVP5150进行配置。

2.5 视频采集模块

本设计中TMS320DM642的3个视频口均采用了8位BT.656模式。其中VP0和VP1采用了单通道方式，VP2采用了双通道方式。

视频解码芯片选用了TI公司生产的TVP5150芯片。该芯片是一款超低功耗的视频解码器，正常工作时功耗仅为115 mW，在省电模式下功耗不超过1 mW，它支持PAL/NTSC/SECAM制式的视频信号。

视频采集部分的电路连接如图7所示，图中只给出了1个TVP5150芯片与VP0口连接的示意图，其他3个芯片的连接类似。

图中TVP5150的AIP1A和AIP1B是2个模拟视频输入，支持2路CVBS模拟信号或者1路S-Video模拟信号。图中的14.318 18 MHz时钟由CY223 81芯片提供，RESET#信号由电源监测模块提供，数据输出YOUT[7：0]与TMS320DM642的VP0[9：2]相连，SCLK引脚输出的27MHz时钟连接到TMS 320DM642的时钟输入引脚VP0CLK0，作为视频回放时的同步时钟使用，场消隐信号VBLK连接到TMS320DM642的VP0CTL0。

系统中使用了4片TVP5150来实现4路模拟视频的输入，TVP5150上与YOUT7复用的I2CSEL引脚通过接上拉或下拉电阻，可以进行从地址的选择(见表1)，这样就可以将2个TVP5150芯片连接到同一组I2C总线上去。因此系统中用到了2组I2C总线，见I2C模块。

2.6 视频输出模块

本设计中使用TMS320DM643的VP0端口进行视频输出。视频编码芯片选用Philips公司生产的SAA7121芯片。该芯片是一款数字PAL/NTSC编码器，可将YUV数字化视频数据同时编码为NTSC/PAL制式的CVBS或S-video信号。系统的工作电压为3.3 V，可以接收MPEG解码数据，输入数据要求符合Cb-Y-Cr顺序的BT.656格式，每行720像素4：2：2 YUV复用数据。芯片包含1个同步时钟发生器和3个分别针对Y、C和CVBS的DAC，支持400 kHz的I2C总线协议。视频输出模块的电路连接如图8所示。

TMS320DM642的VP0口向SAA7121的MP口输出BT.656 4：2：2格式的数字视频信号，经过SAA7121芯片内部数据管理器模块分离出 Y信号和Cb、Cr信号，然后再送到相应的模数转换模块将数字视频信号变换成模拟视频信号，由CVBS(复合视频信号)或者Y、C(S-video信号)引脚输出。

2.7 时钟模块

本系统时钟源选择了50 MHz的高精度有源晶振。设计中TMS320DM642的CLKMODE1和CLKMODE0引脚分别接高电平和低电平，因此DSP倍频因子设置成12，即TMS320DM642的工作主频为50 MHz×12=600 MHz。另一方面，选择了133 MHz的高精度有源晶振为EMIF接口扩展SDRAM提供备用时钟。设计中TMS320DM642的ECLKINSEL1和ECLKINSEL0引脚分别接高电平和低电平，采用1/6×CPU时钟作为EMIF接口的同步时钟。

3 硬件调试

3.1 电源模块调试

焊接电源模块芯片及外围电路，输入5 V电压，测试3.3 V、1.8 V、1.4 V、4.1 V电压输出是否正常。上电后，检查各电压转换芯片是否发热，若发热则立即断开电源进行检查。

3.2 最小系统调试

在板上焊接TMS320DM642、SDRAM、FLASH、JTAG接口及各模块电路外围元件。仔细检查有无短路、断路、虚焊、漏焊、假焊等情况，无问题后上电，测量各芯片工作电压是否正常，用示波器测量各模块的工作时钟是否正常。利用JTAG口将硬件与计算机相连，配置好控制寄存器后，测试SDRAM读写功能是否正常，FLASH擦写功能是否正常。如果工作不正常，检查时序信号、硬件连接等情况。

3.3 视频输入输出调试

焊接TVP5150、SAA7121及外围相关元器件。测量各模块的工作时钟是否正常。利用TI公司提供的测试程序，测试系统能否正常地接收4路视频并输出视频。

结语

本系统充分利用DSP的高处理速度、大数据量处理能力的特点，结合编解码芯片，实现视频的快速多路输入与输出。扩展大容量的SDRAM利用TMS320DM642自身的EDMA，可以轻松地实现大数据量的存储与转移，方便对视频信号进行图像处理等操作。