基于W90N740微处理器的MPEG-2编码机.docVIP

基于W90N740的MEPG-2数字视频编码机 本文介绍了一种基于W90N740微处理器的MPEG-2编码机，并从硬件和软件两个方面阐述了如何实现视频图像的传输和控制。? ??????? 随着微电子技术和以太网技术的发展，MPEG-2产品正逐步从传统的模拟传输，向采用IP/ATM传输发展。MPEG-2 over IP是采用以太网传输技术，将MPEG-2视频传输流（TS流）通过以太网进行传输的产品。 ???? ? 如何更好将MPEG-2和以太网传输控制实现有机地结合起来，是研究实现MPEG-2 over IP的重点。本文围绕着这个重点而展开。 1．系统工作原理 ??? ??????? 典型的MPEG-2 over IP结构如下图1所示。MPEG-2 over IP主要包括MPEG-2编码模块和通信控制模块。MPEG-2编码模块实现对模拟视音频的PMEG-2压缩编码；通信控制模块实现对MPEG-2编码模 块的控制、MPEG-2 TS流的采集和在以太网上的传输。 2．编码机系统的实现???????????? 根据典型的MPEG-2 over IP产品结构，将编码机硬件体系设计分为MPEG-2编码模块和通信控制模块两个部分。 ??????? 2.1．MPEG-2编码模块???????? 2.1.1．MPEG-2编码模块的构成???????????? MPEG-2编码模块采用日本富士通公司的MPEG-2编码处理芯片MB86391、SAA7114视频处理芯片、SC5340音频处理芯片和Atmel公司的AVR 8位微处理器Atmega16等构成。其原理图如下图2所示。 ??????? 2.1.2．MB86391介绍??????????? MB86391的内部框图如图3所示。它是在单一芯片中集合了音频/视频编码。编码使用富士通开发的高性能MPEG-2压缩运算法则。集合了内部DPSRClite CPU处理的硬件和软件。 ?????? 支持ISO/IEC 11172(MPEG-1)、ISO/IEC 13818(MPEG-2) 标准和MPEG-1音频层-1/2编码功能( ISO/IEC11172-3)。 ???? ? 支持NTSC和PAL制式的视频格式。视频编码最大输出码率可达20Mbps。视频输入接口采用8位并行接口，音频采用串行接口。支持并行或者串行的主机 接口。在串行主机接口模式下，其配置和执行MPEG-2算法的firmware（固件）可通过串行主机接口下载。 2.1.3．MPEG-2编码模块的工作原理???????????? 模拟视频和音频通过SAA7114视频处理芯片、SC5340音频处理芯片进行模数转换和处理，输出给MPEG-2编码芯片MB86391，MB86391芯片按MPEG-2视频格式将数字视音频作压缩编码处理，最后从MB86391的流输出接口输出。 ?????? ATMEL公司的AVR 8位处理器ATmega16为编码模块的CPU，它通过串行总线来控制MB86391和为其下载firmware（MB86391的微码，用于执行编码算 法等）；ATmega16通过I2C总线与SAA7114和SC5340相连接，完成对前端视音频的控制调节。 ?????? 同时ATmega16也肩负着MPEG-2编码模块与通信控制模块的通信控制任务，它通过SPI总线与通信控制模块连接。 ?????? ATmega16在编码模块中主要为通信控制模块和MB86391、SAA7114以及SC5340提供通信控制的桥梁。 ??????? 2.2．通信控制模块??? ??????? 通信控制模块是MPEG-2编码机功能的核心。它主要实现对MPEG-2编码模块的控制和传输MPEG-2视频数据流到以太网上的功能。通信控制模块由 Winbond公司的32位ARMTDMI核的微处理器W90N740、Lattice公司的FPGA? LFXP3C-5T组成。 ??????? 其原理图如图4所示。 ??????????????? 图4：通信控制模块框图 ??? ? 2.2.1．W90N740的特点 ??? ??????? W90N740是台湾华邦电子公司的一款基于ARM7TDMI核的32位微处理器，内部功能框图如图5所示。 ?????? 该处理主要针对路由器网络产品而设计，采用ARM7TDMI核，最高工作频率可达80MHz。提供2个10/100M的以太MAC（媒体访问控制器）、 EBI（外部总线接口）总线、4个独立可编程的外部中断源、2个24位的定时计数器和一个24位的看门狗定时器，以及21个可编程通用I/O和一个 UART接口。 ????? 内置的两个以太网MAC控制器，每个MAC都有支持IEEE802.3以太网协以