用于光纤传输的视频压缩的硬件实现

摘要

随着光纤传输的普及和多媒体技术的不断发展，利用光纤实时传输压缩的数字视频信号已经成为远程监控领域一个重要的研究方向。同时，媒体处理器在多媒体技术设计中功能强大，使用方便，可以适应压缩数字视频光纤传输的需要。本文采用一种新的结构的数字光纤传输系统，并且完成了基于多媒体DSP芯片的视频压缩编解码的硬件设计，在光纤中实现了压缩数字视频信号的传输。 TMS320DM642是美国德州仪器(TI)公司推出的最新的一款媒体处理器，它集成了C64x的DSP内核、音视频外设接口以及网络通信I/O模块，为多媒体产品应用提供了理想的解决方案。当工作在720MHz频率的主频下，运算能力达到了5760MIPS，同时满足多种视频标准的编解码任务，可以满足本系统设计要求。 具体来讲，本文主要完成了如下工作： 1)根据数字视频传输的特点，设计了数字视频光纤传输系统的总体方案，采用副载波复用技术实现分布式多路压缩视频信号的光纤传输。 2)根据系统总体方案，设计了基于多媒体处理芯片TMS320DM642实现的视频信号MPEG-2编解码。并且根据实验方案，进行了DSP系统总体设计以及外围接口设计、参数的确定以及相关器件的选择。根据DSP系统硬件各个电路的设计原理，探讨了高速PCB设计意义和注意事项，对本系统硬件电路PCB进行了细致的设计实现。 3)在完成系统硬件设计后，利用CCS平台对系统PCB进行软件测试，测试硬件设计是否实现了视频信号的MPEG-2压缩编解码并基本满足了课题的需求。

目录

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声明

第一章绪论

1.1数字视频光纤传输系统的实现

1.1.1视频监控及目前研究现状

1.1.2数字视频光纤传输系统

1.1.3压缩技术及DSP在数字视频光纤传输系统中的应用

1.2数字信号处理器DSP

1.2.1 DSP芯片特点

1.2.2 DSP芯片的发展

1.2.3 DSP芯片的分类

1.2.4 DSP芯片的选择

1.2.5 DSP芯片的应用

1.3本论文的主要工作和创新点

第二章数字视频光纤传输系统总体设计

2.1数字视频光纤传输系统概述

2.1.1课题背景

2.1.2数字视频光纤传输方案

2.1.3系统目标和总体方案设计

2.2数字光纤传输系统的工作原理

2.2.1副载波复用SCM

2.2.2视频节点设计

2.2.3视频传输节点的各组成部分的功能

2.2.4用于光纤传输的压缩编码的系统实验设计

第三章基于DSP的压缩编码的硬件实现

3.1压缩编码系统硬件总体设计

3.2 DSP芯片选型

3.2.1 TMS320DM642简介

3.2.2 TMS320DM642主要部分功能简介

3.3压缩电路其他部分硬件设计

3.3.1视频处理部分

3.3.2存储模块设计

3.3.3时钟电路设计

3.3.4电源设计

3.3.5复位设计

3.3.6 JTAG设计

3.4 DSP系统PCB设计

3.4.1多层PCB设计

3.4.2布局设计

3.4.3布线设计

3.5系统硬件电路实现和调试

第四章系统软件部分设计及测试

4.1系统软件开发平台

4.1.1集成开发环境CCS(Code Composer Studio)

4.1.2 DSP／BIOS简介

4.1.3 CSL(芯片支持库)

4.1.4 RF5软件参考框架

4.2 MPEG-2视频压缩编码

4.2.1 MPEG-2简介

4.2.2 MPEG-2与其他视频编码标准对比

4.2.3 MPEG-2视频编码原理

4.3 CCS软件平台上的系统测试

4.3.1动态存储器SDRAM测试

4.3.2 MPEG-2编码解码测试

第五章总结与展望

5.1本文的工作总结

5.2展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

附 录

致 谢