【摘 要】由于视频通信产品有着广阔的市场前景，高额市场利润吸引着一大批又一大批的开发人员和技术公司投身到嵌入式视频技术的开发浪潮中。正是这样才使得这个行业的发展以超乎常人想象的速度进行着。而在众多的开发者和技术公司中，以DSP开发技术文明世界的德州仪器公司脱颖而出. 本文设计了一种嵌入式视频通信系统，采用了德州仪器公司的芯片以及其配套的相关软件技术平台来实现其功能。本文采用了TM320DM365芯片，该芯片内部集成了一个ARM内核和相关的视频编码处理器。配上相应的外设，完成了系统的硬件构架。
【关键词】DM365；视频编解码；嵌入式；Linux
【Abstract】Because of video communication products have broad market prospects， high market profits attracted large quantities of one and a large number of developers and technology companies in a wave of development into the embedded video technology.It is this that makes the development of the industry at the speed of extraordinary imagination.And in numerous developers and technology companies， with DSP development technology of the civilized world， Texas instruments. This paper designs an embedded video communication system， using the chip of ti and its related software technology platform to realize its function.This paper adopted TM320DM365 chip， the chip internal integrates a ARM kernel and related video coding processor.With the corresponding peripherals， complete the hardware architecture of the system.
【Key words】DM365；Video codec；Embedded；Linux
从20世纪末开始，通信行业和互联网行业开始了飞快迅猛的发展，在短时间内迅速成为当前最热门的产业之一。通信行业和互联网行业这两个高科领域相互碰撞，互相合作。于是产生了大量的高科学产品，这些产品让人们的生活方式发生了巨大的改变。而伴随着嵌入式技术的开发。基于嵌入式开发的视频通信系统成为了市场的新宠儿。而在众多的开发者和技术公司中，以DSP开发技术文明世界的德州仪器公司脱颖而出。因为该公司推出与数字芯片相配套的软件技术开发包。该开发包包括了对应硬件平台的底层驱动，DVSDK（数字视频开发包）以及对应API等等。正是由于这套完整的软件开发平台的诞生，使得业内对视频通信技术的开发进入的新的高度，这种平台极大的缩短了产品的开发周期，而且极大的方便了开发人员的二次开发。伴随着技术不断跟新和市场的快速发展，达芬奇技术应用了在更多的行业和领域，例如：道路安全交通监控，银行无人自动监控系统，智能门控系统[1]。
1 系统原理及总体设计
TMS320DM365作为达芬奇公司推出一款视频处理的芯片，有着其独到的优点和特性。TMS320DM365处理器高度集成的各种编解码器的组件，包括最新的H.264，MPEG-4编解码器，能满足智能集成图像信号处理（ISP）的解决方案。由于其集成了ISP和非常丰富的外设，可以使系统降低25%的成本。而且处理器可以根据不同的需求来制定同应用的高清视频产品，除了普通标清的视频外还包括实时1080P的MPEG-4的高清视频。不仅如此还可实现多种视频格式的编解码[2]。
本文的硬件系统以TMS320DM365芯片为主CPU，配上丰富的外围设备。其中DM365芯片内部集成了包括300MHz的ARM926EJ-S内核以及2组视频图像协处理器（HDVICP，MJCP）。而系统的其他外设有：存储；DDR2：128MB；NAND FLASH： 128MB；JTAG仿真器接口；RS485接口；USB2.0，支持USB主从模式；10/100Mbps 以太网接口；SD卡模块；1路RS-232UART串口；而在软件方面，我们采用达芬奇的软件技术平台，在ARM内核上进行了Linux操作系统的内核移植，这样使得系统具有很强的控制能力，并且具有实时高、通讯速率快、图像清晰、系统性能稳定等特点。
系统的硬件框架图如图1所示。
2 模块设计
2.1 视频输入模块
根据系统的设计图来看。整个系统的采集模块有2个部分，一个是摄像头，一个是A/D转码芯片，用来将摄像头采集来的模拟信号转换为数字信号，以方便DM365对数据进行处理。本文选用的A/D转码芯片的信号为TVP5146，只是一款可以转换PAL和NTSC制式的芯片。这两种制式都是普通标清图像。TVP5416是可以将模拟信号视频转换为数字信号视频。最多能支持10个分量的视频输入[3]。其中包括多种混合输入视频信号（NTSC，PAL和SECAM）和分量视频信号。当然本系统也可采集高清图像，并对其数据进行处理。如要达到这种要求的话，可以将TVP5416换为TVP7002，这款芯片可以采集高清图像，并且进行A/D转换。而在这里根据实际应用而言，标清图像就异能够达到要求。故采用TVP5416芯片。DM365的内部包含了视频子处理模块VPFE。将一般传统模式下视频采集所需的部件都集成在内。不仅大大降低了功耗，而且提高了工作效率。
2.2 视频处理模块
视频的处理主要是在DM365内部进行，通过TVP5416芯片进行A/D转换，模拟信号被转换为数字信号后。DM365内部通过调用相关的编码器，对视频信号进行编码，DM365内部的视频编解码器支持多种编解码标准。如H.264，MPEG-4等等。通过达芬奇公司提供的软件技术支持，我们可以直接通过调用DMAI内部的编码引擎直接对其进行编码压缩。加快了开发者而从开发的速度。提高产品性能。DM365的内部架构包含了一个ARM9内核，一个图形处理子系统（VPSS）和多个高清编码协处理器[4]。支持多种格式的编解码器，具有极高的灵活性。DM365不仅可以同时输出多种制式的码流，还可自行调节编码的速率，以配合网络传输的要求。DM365的内部结构图如图2所示。
2.3 视频传输与存储模块
本系统采用的是10/100Mbps 以太网接口，芯片为DM9000为传输模块。可采用TCP或UDP等网络传输协议。DM365外围接DDR2 SDRAM和NAND Flash作为片外存储模块。SDRAM为程序运行提供空间，相当于电脑内存。而NAND Flash则作为系统的数据存储空间，用于存储操作系统，应用软件和用户数据。相对于Nor Flash而言，NAND Flash存储容量更大，价格也更便宜。故本系统选用NAND Flash作为存储模块。
3 系统的软件部分
因为DM365的内部集成了一个ARM9的内核。所以我们可以对系统进行Linux操作系统的移植。使这个系统变为一个嵌入式视频通信系统。这样不仅增强了系统的可控性，还增加了系统的可靠性。下面简要介绍下达芬奇的软件技术。
德州仪器公司开发出来的达芬奇系列芯片，除却其芯片本身的高性能以外，更为开发者赞不绝口的就是它的软件技术支持了。它提供了一系列的软件开发工具和最为著名的开发套件DVSDK（数字视频软件开发套件）该套件内包含了视频通信系统开发所需要的所有软件，如图像的处理，编码压缩等等[5]。开发者只需要进行API的函数调用就能直接完成对采集来的视频图像进行处理。大大缩短了二次开发的时间，节约开发资源。软件开发的流程有以下几步：
建立交叉编译环境。在虚拟机中安装一版Linux操作系统如红帽系统，并准备以下软件包
dvsdk_setuplinux_#_#_#_#.bin （数字视频开发套件）
mvl_4_0_1_demo_lsp_setuplinux_#_#_#_#.bin （交叉编译工具）
xdc_setuplinux_#_#_#_#.bin
bios_setuplinux_#_#_#_#.bin
TI-C6x-CGT-v#.#.#.#.bin
data.tar.gz
SoCAnalyzer_#.#.#.#.exe
使用“./”命令运行上面的二进制文件。就可以得到交叉编译工具的压缩包以及自动安装好DVSDK包到/opt目录下。对交叉工具进行解压安装后设置路径
在/root下，以root身份打开.bashrc，设置以下路径：
PATH="/opt/mv_pro_4.0.1/montavista/pro/devkit/arm/v5t_le/bin：/opt/mv_pro_4.0.1 montavista/pro/bin：/opt/mv_pro_4.0.1/montavista/common/bin：$PATH"
设置好路径后，重新启动LINUX，开发环境安装完成。
（2）编译内核和u-boot
正确建立系统平台后，在/root下建立kernel目录，将uboot.tar.gz和kernel.tar.gz解压在该目录。进入uboot目录，键入make后执行即可以编译成功。进入ti-davinci目录，如果不修改config文件，则可以直接sh build.sh即可以编译，编译好的文件在arch/arm/boot下，uImage文件。如果修改了config文件，则执行host$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm_v5t_le- checksetconfig。
编译好内核和u-boot后就可以进行烧写。先使用CCS在板子上进行u-boot的烧写。待u-boot烧写完成好，用TFTP工具进行内核的烧写，具体的烧写过程不再介绍。
至此，整个系统的软件平台已经完全搭建好了。
应用的程序的开发可以直接依赖DVSDK包中DMAI模块，它里面包含了视频采集模块的程序调用，各种编码标准的编码算法调用等等。十分方便。我们只需要简单的对DMAI模块里的程序进行小小的修改就能得到自己需要的实际应用程序。再这里就不进行介绍了。
4 结束语
本系统采用了以DM365为主CPU的视频处理系统。构建了系统的硬件框图，并简要的介绍了视频采集，处理，传输三大模块。介绍了达芬奇技术的软件开发。给出了构建开发环境的步骤。如交叉编译环境的建立，内核的烧写等等。
【参考文献】
[1]张琦.苏宛新基于达芬奇技术的数字视频系统设计与实现[J].微计算机信息，2008（23）.
[2]刘富强.数字视频图像处理与通信[M].北京：机械工业出版社，2010.
[3]Texas Instruments Incorporated.TMS320DM365 digital media system—on—chip[EB/OL].2009.
[4]Texas Instruments Incorporated.TMS320DM365 digital media system—on—chip video processing front end （VPFE） reference Guide[EB/OL].2009.
[5]TMS320DM365：基于达芬奇技术的新型数字媒体处理器[J].世界电子元器件，2009（4）.
[责任编辑：丁艳]