6ES7412-2XG04-0AB0硬件設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)選取TI公司達(dá)芬奇系列的6ES7412-2XG04-0AB0芯片。此芯片集成了1 GHz ARMCortex-A8、1 GHz TI C674x浮點(diǎn)DSP、若干二代可編程高清視頻影像協(xié)處理器、一個(gè)創(chuàng)新型高清視頻處理子系統(tǒng)(HDVPSS)以及綜合編解碼器,支持包括高清分辨率的 H.264、MPEG-4以及VC1.并且包含千兆以太網(wǎng)、PCI Express、SATA2、DDR2、DDR3、USB 2.0、MMC/SD、HDMI以及DVI等多種接口,可支持更多功能的擴(kuò)展和復(fù)雜應(yīng)用。
利用該芯片設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)兩路或三路不同分辨率的圖像信號(hào)的采集、處理與顯示,硬件原理圖如圖2所示。實(shí)現(xiàn)該系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計(jì)所涉及的硬件模塊有:圖像采集接口模塊、圖像采集模塊、圖像存儲(chǔ)模塊、外圍接口模塊。
2.1 6ES7412-2XG04-0AB0圖像采集接口模塊
作為圖像傳感器和高速采集系統(tǒng)的連接模塊,該模塊可對(duì)USB接口相機(jī)或Camera Link接口相機(jī)進(jìn)行圖像采集與控制。USB接口連接十分方便,由于系統(tǒng)具有USB外圍接口,按照USB標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議連接即可。CameraLink接口具有開放式的接口協(xié)議,使得不同廠家既能保持產(chǎn)品的差異性,又能互相兼容,因此系統(tǒng)中的圖像采集接口模塊采用了Camera Link接口協(xié)議。該模塊分別使用了DS90CR288A、DS90LV049、DS90LV047完成圖像傳感器的控制、圖像信息的采集及圖像傳感器與圖像采集系統(tǒng)的雙向通信。
2.2 6ES7412-2XG04-0AB0圖像采集模塊
TMS320DM8168的HDVPSS(HD Video ProcessingSubsystem)提供了視頻輸入接口和視頻輸出接口。視頻輸入接口提供了外部圖像設(shè)備(如圖像傳感器、視頻解碼器等)的接入。
6ES7412-2XG04-0AB0可支持高達(dá)3個(gè)60 f/s的1080p通道、同時(shí)支持16個(gè)通道的CIF數(shù)據(jù)流的H.264高畫質(zhì)D1編碼與8通道D1解碼;支持2個(gè)獨(dú)立的視頻捕捉輸入端口,每個(gè)視頻輸入端口支持縮放、像素格式轉(zhuǎn)換。兩個(gè)視頻輸入捕捉端口均能以1個(gè)16 b輸入通道(帶分離的Y和Cb/Cr輸入),或2個(gè)時(shí)鐘獨(dú)立的8 b輸入通道操作(帶交織的Y/C數(shù)據(jù)輸入)。*個(gè)視頻輸入端口能以24 b模式操作以支持RGB捕捉。所有采集模式捕捉時(shí)鐘高達(dá)165 MHz,可滿足高速率的圖像采集。
6ES7412-2XG04-0AB0高清視頻處理子系統(tǒng)(HDVPSS)有兩個(gè)獨(dú)立視頻捕捉輸入端口VIP0與VIP1.VIP0可配置成24 b、16 b、和兩個(gè)獨(dú)立的8 b模式,VIP1可配置成16 b、和兩個(gè)獨(dú)立的8 b.從捕捉頻率和各種配置模式可看出,針對(duì)不同的流量,可以有多種實(shí)現(xiàn)方法。為了存儲(chǔ)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單,本方案將VIP0配置為24 b進(jìn)行采集。在此模式下,zui高流量為165M×24 8 = 495 MB/s,可以滿足流量要求。
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