基于DSP的嵌入式视频系统实现方法研究

摘要

随着计算机技术、集成电路和新一代通讯网络的飞速发展，视频在军事、科研、工业、农业和医疗等许多领域得到了广泛的应用，数字视频成为广泛应用的媒体。例如远程监控、可视电话、指纹识别、图像配准、视频处理等等，数字视频必将深入到我们身边的每一个角落，数字电视产业的迅速崛起就是数字视频应用的一个典型的例子。传统的视频系统主要还是基于微型机，性能和便携性差。而嵌入式系统具有高性能、低价格、方便灵活、体积小巧、接口丰富、嵌入性强等特点。从软件角度来看，嵌入式系统具有可修改可拆卸性、系统所需配置要求较低、系统专业性和实时性较强等特点。由于这样的特点，嵌入式系统适合应用于人类工作与生活的各个领域，因此，高性能、便携嵌入式视频系统的研发具有极其广阔的前景。本系统设计为嵌入式系统，设计中核心处理器选用TI公司的高性能浮点DSPTMS320C6711，较高的性价比和低成本的开发环境成为本系统设计的首选。软件开发选用CCS开发环境内嵌的DSP/BIOS为实时操作系统，其实时多任务能力为系统的设计奠定了基础。文章首先对视频的基本概念以及视频系统研发的背景做了简单的介绍，正文部分主要阐述了视频系统的硬件原理以及驱动程序的编写。硬件部分对视频编解码器件的工作原理及通过现场可编程逻辑门阵列对其I2C总线初始化的实现方法进行了介绍，并对视频数据接口FIFO部分的FPGA实现给予了详尽的说明。驱动程序的编写是本系统设计中的很重要的工作，使用行同步来触发外部中断，以同步EDMA的帧同步传输。EDMA的使用满足了数据吞吐的要求，多任务以及线程间的通讯是满足视频时序要求的重点和难点。文章的最后总结了系统处理能力存在的不足并提出了需要改进的地方，对最新的DSP技术进行了介绍，并且对DSP技术的发展及视频系统的未来做了展望。