嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器是一種提供網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸和共享的嵌入式設(shè)備，是為構(gòu)建高可靠性的多媒體數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)而設(shè)計(jì)開發(fā)的，廣泛應(yīng)用于分布式的安全監(jiān)控、交通監(jiān)控和工業(yè)監(jiān)控以及家庭監(jiān)控、視頻會(huì)議、可視電話等眾多領(lǐng)域。每個(gè)網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器都有自己的IP地址和網(wǎng)絡(luò)接口，可隨時(shí)隨地直接接入網(wǎng)絡(luò)，獨(dú)立工作，無需專用軟件、專人管理，必將成為未來數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)。

　　1系統(tǒng)組成與工作原理

　網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊以MPC860T嵌入式處理器為核心處理器，完成網(wǎng)絡(luò)傳輸和視頻信號(hào)的實(shí)時(shí)控制功能，并采用嵌入式操作系統(tǒng)VxWorks作為系統(tǒng)的軟件平臺(tái)。視頻編碼模塊主要由視頻采集芯片和視頻壓縮芯片構(gòu)成，完成信號(hào)的采集、A/D變換及壓縮。CODEC選用韓國(guó)Pentamicro公司的專用音視頻壓縮芯片AT2042。TI公司的視頻解碼器TVP5150為視頻采集芯片。系統(tǒng)初始化之后，PAL格式的模擬視頻信號(hào)由TVP5150轉(zhuǎn)換為ITU-R656標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)字視頻信號(hào)，再通過數(shù)據(jù)總線進(jìn)入AT2042。AT2042對(duì)數(shù)字圖像信號(hào)以MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行壓縮編碼，最后MPC860T將壓縮編碼后的數(shù)據(jù)流封裝成IP包，通過10/100Mbps以太網(wǎng)接口送入Internet。

　　2視頻編碼模塊

　　視頻編碼模塊的核心是Pentamicro公司生產(chǎn)的AT2042，它是一個(gè)內(nèi)置微控制器ARM946E的雙通道音視頻編解碼芯片，可支持MPEG-4/2/1和JPEG標(biāo)準(zhǔn)的視頻壓縮編碼，具有畫面縮放、顏色數(shù)據(jù)格式變換、噪聲抑制濾波等功能。AT2042能直接與IBM、Motorola、ARM、Xscale和Axis等多種CPU接口，無需其它附加電路。MPC860T對(duì)AT2042的控制和訪問可通過AT2042的狀態(tài)寄存器和命令寄存器以及四個(gè)輸入輸出隊(duì)列：發(fā)送/接收隊(duì)列,復(fù)用/解復(fù)用隊(duì)列。

　　AT2042與CPU的通信實(shí)現(xiàn)情況如下：CPU通過命令寄存器來控制內(nèi)置微控制器ARM946E的操作狀態(tài)；通過狀態(tài)寄存器來檢查AT2042內(nèi)部各個(gè)FIFO的操作狀態(tài)；通過接收隊(duì)列給AT2042發(fā)送各種配置參數(shù)，以及所有內(nèi)置微控制器ARM946E所需要的相關(guān)參數(shù)；通過復(fù)用隊(duì)列將壓縮編碼后的比特流讀出；通過解復(fù)用隊(duì)列將需解碼的比特流寫入AT2042；AT2042通過發(fā)送隊(duì)列向CPU發(fā)送自己的各種內(nèi)部狀態(tài)信息及數(shù)據(jù)[1]。

　　3網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊

　　3.1MPC860T最小系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　MPC860T是Motorola公司的高性能的32位PowerPC嵌入式處理器,有三個(gè)主要的功能模塊：嵌入式的PowerPC內(nèi)核、RISC通信處理模塊(CPM)和系統(tǒng)接口單元(SIU)。MPC860有兩個(gè)CPU：PowerPC和32位RISC。PowerPC執(zhí)行高層代碼，RISC處理實(shí)際通信的低層功能，2個(gè)處理機(jī)互相配合工作。這種雙處理器構(gòu)架，分擔(dān)了主CPU的工作量，提高了處理效率，同時(shí)降低了芯片功耗，特別適合于各種通信及控制領(lǐng)域的嵌入式應(yīng)用。MPC860T最小系統(tǒng)包括MPC860T、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路、SDRAM、FLASH、RS232口和BDM口等部分。[!--empirenews.page--]

　　3.1.1電源

　　電源作為一個(gè)系統(tǒng)的能量提供者，在整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中成為必不可少且至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。MPC860T的工作電壓為3.3V，需提供一個(gè)3.3V/1A的直流穩(wěn)壓電源給CPU及外圍電路。采用外接電源適配器完成AC220V到DC5V的轉(zhuǎn)換，DC5V到DC3.3V的轉(zhuǎn)換由高度集成的TI電源模塊TPS75233來完成。

　　3.1.2時(shí)鐘電路

　　MPC860時(shí)鐘系統(tǒng)為所有片上或片外設(shè)備提供不同的時(shí)鐘。MPC86OT一共有兩個(gè)參考時(shí)鐘源，一個(gè)是其工作頻率的晶振，連接EXTCLK腳，一個(gè)是32KHz的晶體，連接EXTAL和XTAL腳。設(shè)計(jì)中，兩個(gè)外部時(shí)鐘源都用到了。EXTCLK外接一個(gè)5MHz的晶體振蕩器作為SPLL的參考時(shí)鐘源，在EXTAL和XTAL之間接一個(gè)32.768KHz的晶體作為實(shí)時(shí)時(shí)鐘的參考時(shí)鐘源。系統(tǒng)啟動(dòng)初始化完成進(jìn)入穩(wěn)定的工作狀態(tài)時(shí)，通過配置PLPRCR使得倍頻因子MF＝10，即MPC860T的正常工作頻率是50MHz。

　　3.1.3復(fù)位模塊

　　MPC860T包括上電復(fù)位、外部硬復(fù)位、內(nèi)部硬復(fù)位、JTAG復(fù)位、外部軟復(fù)位和內(nèi)部軟復(fù)位。復(fù)位電路采用MAX811T來實(shí)現(xiàn)。上電和人工按鍵均可產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)，其中/RESET端口接MPC860T的/PORESET，由/RESET產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)復(fù)位處理器。由SN74LVTH125芯片組成的電路提供/HRESET和/SRESET復(fù)位功能。手動(dòng)按下按鍵連接芯片/OE控制三態(tài)門的輸出使能時(shí)，低電平輸出到/HRESET或/SRESET，MPC860T響應(yīng)復(fù)位動(dòng)作。正常狀態(tài)下，輸出呈現(xiàn)高阻狀態(tài)。硬件復(fù)位字電路使用一片SN74LVC16244A來實(shí)現(xiàn)。

　　3.1.4存儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　MPC860T的存儲(chǔ)控制器最多可以控制8個(gè)存儲(chǔ)體或外圍設(shè)備，支持GPCM(generalpurposechipselectmachine)和UPM(Userprogrammablemachines)兩種方式，可提供與SRAM，EPROM，F(xiàn)LASH，DRAM，SDRAM等設(shè)備的無縫連接。GPCM提供與EPROM，SRAM，F(xiàn)LASH以及其他的外設(shè)的無縫連接，UPM則常常用于SDRAM以及猝發(fā)式SRAM的控制與連接。Flash存儲(chǔ)器是一種電可擦除、可重寫的存儲(chǔ)設(shè)備。BootromFlash采用512Kbyte的SST39VF040。Bootrom主要作用是引導(dǎo)及初始化CPU，以及引導(dǎo)單板程序。BSP（BoardSupportPackage）就是燒寫在Bootrom里的。MPC860T復(fù)位之后自動(dòng)使/CS0有效，故Bootrom的片選信號(hào)為/CS0。程序Flash主要是存放網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、應(yīng)用程序、配置監(jiān)控程序。采用4Mbyte的程序Flash，片選信號(hào)為/CS1。

　　考慮存儲(chǔ)容量、功耗等因素，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器多選高速動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器SDRAM。Micron公司生產(chǎn)的MT48LC4M16A2作為SDRAM芯片，組織形式為1MX4bankX16位，總?cè)萘繛?4Mbit，采用3.3V供電，支持的最高頻率為133MHz。由于其數(shù)據(jù)總線為16位，因此系統(tǒng)選用兩片并聯(lián)構(gòu)成32位。