基于Hi3516A的高清視頻處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

賈羽　張林秀　張衛(wèi)

摘?要：目前，基于Hi3516A的高清視頻處理系統(tǒng)，在各個(gè)領(lǐng)域中應(yīng)用較為廣泛，對(duì)其進(jìn)行研究有著較高的價(jià)值。對(duì)此，本文主要研究了基于Hi3516A的高清視頻處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，先介紹了系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)，然后分別介紹了各個(gè)部分模塊設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：Hi3516A;高清視頻;處理系統(tǒng);設(shè)計(jì)

隨著技術(shù)的發(fā)展，人們?cè)谟^看視頻中，對(duì)于圖像的分辨率提出了更高的要求。傳統(tǒng)的低分辨率圖形，對(duì)于人們不斷提高的圖像視覺(jué)要求已經(jīng)難以滿足，因此對(duì)于視頻處理系統(tǒng)的研究也逐漸成為熱點(diǎn)。采用基于Hi3516A的高清視頻處理系統(tǒng)，核心使用Hi3516A芯片，能夠滿足1080p高清視頻采集傳輸要求。在監(jiān)控、交通、醫(yī)療等諸多領(lǐng)域，都能得到應(yīng)用。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，以Hi3516A芯片作為核心，基于Cortex-A7內(nèi)核，可以達(dá)到最高的600MHz主頻、輔助緩存125KB、數(shù)據(jù)緩存和指令緩存32KB。集成的編解碼器和系統(tǒng)內(nèi)的編解碼器，對(duì)H.264、H.265、JPEG、MGPEg等多種格式能夠支持。同時(shí)對(duì)于多比特流實(shí)時(shí)獨(dú)立編碼，也可以很好的支持，如SM@60fps、1080p@30fps等。在視頻輸入接口中，可以支持BT.601、BT.656、BT。等，對(duì)于HDMI接口的高清視頻傳輸要求也可以很好的滿足要求。[1]系統(tǒng)中對(duì)圖像數(shù)據(jù)的獲取，利用了CMOS傳感器，利用Hi3516A芯片，能夠?qū)崟r(shí)采集、實(shí)時(shí)傳輸視頻內(nèi)容，然后在PC客戶端或移動(dòng)客戶端完成視頻的高清播放。

2 系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì)

圖像傳感器使用索尼IMX185的CMOS傳感器，具有200萬(wàn)像素，對(duì)光學(xué)尺寸1/2型全高清加以支持，A/D轉(zhuǎn)換模式12位速率為每秒60幀、10位速率為每秒120幀，對(duì)1080p高清圖像處理要求能夠滿足。電源模塊根據(jù)不同需求，分別提供不同規(guī)格，為系統(tǒng)種不同的部分分別供電。系統(tǒng)中應(yīng)用DDR3內(nèi)存模塊為32bit模式，提高了系統(tǒng)性能，存儲(chǔ)空間為8GB，數(shù)據(jù)總線為16位。控制總線在電路中，地址總線由兩個(gè)內(nèi)存芯片共享，數(shù)據(jù)總線獨(dú)立使用。程序代碼可以在內(nèi)存模塊中運(yùn)行。[2]系統(tǒng)使用了HAND FLASH、SPI FLASH兩種接口模式，均可與Hi3516A相匹配。設(shè)計(jì)了JTAG接口，該接口屬于國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試協(xié)議，可以完成芯片的內(nèi)部測(cè)試。其中，選擇32Mb的SPIder FLASH模塊，其SPIder總線對(duì)接Hi3516A中SPI FLASH接口。在SPI FLASH引導(dǎo)模式下，主芯片釋放復(fù)位信號(hào)，默認(rèn)從SFC_CS1N引腳控制的FLASH中讀取引導(dǎo)，因此將FLASH的CS引腳連接到引腳上。使用64Gb的NAND FLASH模塊，在CPU上直接連接控制接口。

在應(yīng)用程序中，TAP在設(shè)備中定義，并使用一個(gè)特殊的JATG測(cè)試工具來(lái)測(cè)試設(shè)備的內(nèi)部節(jié)點(diǎn)。其中，數(shù)據(jù)輸出引腳TDO、數(shù)據(jù)輸入引腳TDI、時(shí)鐘輸入引腳TCK、模塊選擇引腳TMS等都是JTAG標(biāo)準(zhǔn)接口。在Hi3516A中，不僅有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的引腳，而且還有一個(gè)可選的引腳TRST。主機(jī)與外設(shè)之間，通過(guò)USB通訊串行總線，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高速傳輸。在Hi3516A中集成了USB接口控制器，該控制器可以支持1.5Mbps、12Mbps、480Mbps等USB2.0標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)傳輸，同時(shí)支持OTG模式、主機(jī)、高速設(shè)備等。USB接口擴(kuò)展后，可以連接和使用各種USB設(shè)備，如移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備等，或考慮通過(guò)USB接口實(shí)現(xiàn)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸。[3]USB模塊支持5V輸入電壓。通過(guò)HDMI接口，為了同時(shí)傳輸高質(zhì)量的音頻和音頻信號(hào)，在HDMI協(xié)議中，它是聯(lián)合開(kāi)發(fā)的。必須要進(jìn)行D/A或A/D轉(zhuǎn)換，能夠?qū)Ω叻直媛室曨l信號(hào)、無(wú)壓縮音頻信號(hào)鞥金信傳輸。其運(yùn)用了TMDS技術(shù)，提升了傳輸效果，另外芯片集成度更高，也具有更好的電源管理特性，具備接地保護(hù)。設(shè)計(jì)Sensor接口電路，利用LVDS接口通過(guò)控制、數(shù)據(jù)信號(hào)組構(gòu)成，其中SPI通信總線作為控制信號(hào)組。控制及數(shù)據(jù)信號(hào)組，分別在接口電路中，與Hi3516A的SPIO、MOPIO連接。

3 小結(jié)

研究了基于Hi3516A的高清視頻處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)，能夠滿足圖像的高清采集與傳輸，完成書(shū)品高清輸入輸出。通過(guò)HDMI接口與PC端連接，能夠傳輸1080p高清視頻。使用USB模塊進(jìn)一步擴(kuò)展系統(tǒng)應(yīng)用，進(jìn)而在諸多領(lǐng)域中應(yīng)用，滿足實(shí)際工作中對(duì)圖像清晰度的要求。

參考文獻(xiàn)：

[1]基于TMS320DM8168的SOC高清視頻處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].液晶與顯示，2013，28（5）：764-769.

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