摘要:介绍了一种基于TMS320DM643 DSP的嵌入式网络可视电话的软硬件实现方案。该系统的所有应用软件均由单颗TMS320DM643来执行,包括视音频编解码(H.264,G.732.la)、网络堆栈和控制协议等,使得系统总成本大幅降低,且易于升级和添加增值服务。
引 言
由于成本和视频通信质量的因素,可视电话从推出到现在,一直受到用户的冷落。现在因为技术的进步和宽带因特网的普及,可视电话呈现出新的生机。业内专家预测,未来几年内,可视电话不仅可与电信固话、小灵通、移动/联通手机互联,还可与3G 手机互通。可视电话将成为独立的产业,发展前景良好。
笔者基于TI公司的单颗600 MHz TMS320DM643(简称为DM643)数字媒体处理器,开发了一套性能优异、价格低廉的嵌入式IP可视电话,实现点对点网络音视频实时通信。
1 基于TMS320DM643的硬件设计
DM643数字媒体处理器[1]集成了一系列外设,以适应视频和影像技术的发展。其中包括3个可配置视频端口,1个10/100 Mbps的以太网MAC(EMAC),1个面向音频应用的串行口(McASP),1个串行口(McBSP)以及一些其他外设。C64x核内有8个并行的处理单元,采用VLIW(甚长指令集)结构,处理能力高达4800MIPS,并在C6OOO公共指令集的基础上扩展了88条指令。这些指令使C64x能够更方便地执行图象处理中的算法。
基于单颗DM643的嵌入式IP可视电话的组成如图1所示。从摄像机输入的视频信号和从麦克风输入的音频信号经A/D转换后送入DSP,DSP对音/视频信号进行压缩、编码、合流;然后通过局域网或因特网将数据传输出去,同时将从网络上接收的数据分流,并分别进行视频信号的解码显示和音频信号的解码播放。系统中,还通过DM643的McBSP/UART 口外接了一个键盘,以实现电话的拨号功能。
图1 嵌入式IP可视电话的组成
1.1 视频采集电路
本系统采用的视频解码芯片是Philips公司的SAA7l15.从摄像机输入的全电视信号在SAA7l15内部经过钳位、抗混叠滤波、A/D转换、YuV分离电路之后,在YuV到YCrCb的转换电路中转换成BT.656视频数据流,通过DM643的视频口VPo输入到压缩核心单元DM643中。视频数据的行/场同步信号包含在BT.656数字视频数据流的EAV(End of Active Video)和SAV(Startof Active Video)时基信号中,视频口只需视频采样时钟和采样使能信号。SAA7l15内部寄存器参数的配置和状态的读出通过1 C总线进行。视频采集接口的原理如图2所示。
图2 视频采集接口原理
DM643将解码后的视频数据通过视频口VP1通道送给SAA7121显示输出。SAA7121是Philips公司的一款视频编码芯片,可实现数字视频的D/A 变换。SAA7121的工作模式由其内部的控制寄存器决定,控制寄存器的初始化通过1 C总线完成。DM643利用自身具有的1 C总线模块,作为主控制器,对SAA7121进行参数编程控制。