基于MPC8250的数字硬盘录像机设计

引 言短短几年的发展，数字硬盘录像机(dvr)依托其强大的数字化、网络化功能，已逐步取代了传统模拟录像设备的主导地位，成为监控市场的主流。其应用已经从最初的金融领域发展到交通、楼宇、公安、监狱、广场、小区、机房、环境、考场等各种应用场所，只要是想对图像和声音进行监控的场所就会应用到dvr系统。目前，数字硬盘录像机的产品技术趋势主要有两种：一种是基于pc机windows平台的插卡式数字硬盘录像机；另一种是基于嵌入式系统技术的数字硬盘录像机。嵌入式dvr因其高可靠性、稳定性、防病毒侵扰等诸多特点，越来越受到市场的青睐，是目前发展的主要趋势。嵌入式dvr产品主要有两种设计方案：一是dsp方案(如philips音视频处理ic加上trimedia dsfp)；一种是asic方案(如基于vweb2010 mpeg-iv ic或inttime ic等图像处理ic芯片进行开发)。asic方案的编码质量和处理性能依赖ic开发商，目前市场上的ic不支持4cif(704×576)的mpeg4编码。dsp方案设计的主流市场主要采用philips的trime-dia dsp，但其处理能力比较弱，无法实现mpeg-4的4cif高清晰编码。本系统采用equator bsp-15 dsp方案，设计具有高清晰度的高端嵌入式数字硬盘录像机。 1 系统设计数字硬盘录像机的主要任务是：将模拟的音视频信号通过a/d转换成没有被压缩的图像数字信号，再通过dsp或具有图像处理功能的asic芯片进行图像数据的压缩编码，将压缩编码的数字图像数据存储在硬盘等大容量存储设备中，或通过网络实时监控远程图像。使用者可简单、便捷地通过网络或遥控器osd菜单方式，对存储的录像数据进行检索、回放和备份等。1.1 硬件总体设计1.1.1 mpc08250简介嵌入式系统选择处理器时主要需要考虑以下几个方面：处理器的性能；处理器所支持的开发工具和所支持的操作系统；过去开发的经验以及处理器的成本；代码兼容性和算法复杂性等。在该系统中，选择了摩托罗拉的mpc8250做为系统的主控处理器。mpc8250是motorla公司在嵌入式mpc860基础之上推出的mpc82xx系列微处理器中的一种。mpc8250基于powerquicc结构，主要由powerpc内核、系统接口单元siu和通信处理单元cpm构成。它支持60x总线，其数据线为64位，地址线为32位；支持pci/local总线，其数据线为32位，地址线为32位。内核工作时钟最高为300 mhz，cpu工作时钟最高为200 mhz。mpc8250内部结构图如图1所示。 1.1.2 bsp-15简介equator technologies推出的map-bsp-15是面向音视频媒体应用的高性能dsp芯片。最新的map-bsp-15 400 mhz处理能力可达40gops(针对视频编码)。该系列芯片的系统结构特别适用于音视频编解码等应用，同时其丰富的音视频信号接口可方便用户进行系统设计。map-bsp-15主要包含一个超长指令字处理器内核(the vliw core)、一个可编程位流协处理器(thevlx)、视频滤波协处理器、显示刷新控制器和丰富的数字i/o接口等。map～ca支持各种用软件实现的视频、图像以及信号的压缩和解压缩，这种软件实现的算法相对硬件实现有很大的优越性，升级非常方便。1.1.3 硬件总体设计思想系统需要实现8路的音视频同步录像，bsp-15具有同时处理2路音视频信号的性能，因而需要4片bsp一15做音视频编码，同时，需要1片bsp-15做音视频***，bsp一15与mpc8250之间采用pci通信交换数据。因此，整个系统电路设计非常复杂。根据机箱结构设计要求，既可以满足2u设备的机架式安装，又可以台式安装，因此，将系统分成两层板的两板设计，cpu主控板和编解码板。cpu主控板与编解码板之间采用欧式插座连接器连接。cpu主控板主要包括mpc8250及其外围电路，包括sdram、boot rom、flash、网络 处理接口电路和硬盘接口电路等，其基本原理图如图2所示。 编解码板主要包括5片bsp一15及其外围电路，如sdram、音视频a/d转换电路、d/a 转换电路以及画面分割电路等，其基本原理图如图3所示。1.2 软件总体设计dvr的主要功能是实现多路视音