基于MB86H51的高清视频编解码及存储系统的设计与实现

摘要

随着科技进步和人民生活水平的不断提高，高质量、高分辨率的视频在工业生产、国家安防、日常生活中得到了广泛的应用。高清视频的编解码存储技术融合了计算机、多媒体、通信及网络等多项技术，成为人们研究的热点之一，本课题对于高清视频编解码及存储系统研究，具有广阔的应用前景和实用价值。
　　 综合全文来看：
　　 首先，本文比较了视频编解码系统几种可能的实现方式，最终选择了富士通公司生产的MB86H51硬件编解码器作为系统核心处理单元，并描述了MB86H51芯片的工作模式。
　　 其次，本文阐述了一个基于MB86H51的编解码系统的实现方式，并最终在硬件上将此机制得以实现。论文先从总体上论述了此编解码系统的设计思路和实现方法。再从硬件和软件两个方面，依次详细描述了系统的硬件架构和软件系统架构。并给出了硬件实物图。
　　 第三，本文提出了一种基于FPGA和ARM相互配合实现高速数据采集存储的工作机制，并最终在硬件上将此机制得以实现。先通过FPGA来采集高速数据，并进行数据格式转换；然后将采集的数据在ARM平台上加以处理和存储；最后再存储入IDE硬盘。具体的设计思路是，将FPGA系统作为一个外设挂载到ARM总线上，使ARM处理器可以直接访问FPGA的片上RAM和寄存器中的数据。通过FPGA与ARM共享存储器的系统结构，实现了高效率的数据采集和存储。
　　 第四，本文阐述了上述高速数据存储系统中，FPGA内部程序的实现机制。FPGA内部程序主要由三大模块组成，FIFO存储器模块、时钟管理模块和逻辑控制电路模块。三个模块相互配合实现了高速音视频流采集，码流格式转换，码流数据缓存等功能。
　　 第五，本文阐述了上述高速数据存储系统中，ARM平台驱动、应用程序的实现机制。ARM内部程序实现主要由两部分组成，一是底层驱动程序设计。驱动程序又分对FPGA的驱动和对IDE的驱动。驱动的作用是使得ARM的命令能够翻译成FPGA和IDE设备能够识别的命令。二是应用程序设计。应用程序实现了：调用底层驱动程序、将TS流存储入IDE硬盘、TS数据流纠错等功能。
　　 最后，本文给出了系统详实的开发过程，以及根据本文提出机制所实现系统的实物图。并通过实际系统运行结果，表明本系统能够很好地实现编解码以及存储等功能。