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网络可视电话

网络可视电话 引 言 本文引?用地址:http://www.e?ep¢w.co∥m.cn/articl?e/1…

网络可视电话

引 言

本文引?用地址:http://www.e?ep¢w.co∥m.cn/articl?e/1≥54961.?htm≈

由于成本和视频通信质量的因?素,?可视电话从推出到现在,一直受到用户的冷?落。现在因为㏑技术的进步和宽带∞因特网的普及,可视电话呈现出新的生机。业内专家预测,未来几年内,可视?电话不仅可与‰电信固话、小灵通、移动/联通手机互联,还可与3G 手机互通。可视电话将成为独立的产业,发展前景良好。

笔者?基于TI公司的单颗600 MHz℅ TMS320DM6′43(简称为DM?643)数字媒体处理%器,开发了一套性能优异、价格低廉的?嵌入式IP可视电话,?实现点对点网络?音视频实时通?信??。

1 基于TMS320DM643的硬件设计

DM643?数字媒≯体处理器[1]集成了一系列外设,以适应视频和影像技术的发展。其中包括3个可配置视频端口,1个10/100 Mbps的以太≠网MAC(EMAC),1个面向音∧频应用的串行口(McA?SP),1个串行口(McBSP?)以及?一些其他外设。C64??x核内有8个并行的处理单﹤元,采用VLIW(甚长指令?集)结构,处理能力高达4800MIPS,并在C6O﹢OO公共指令集的基础∮上扩展了88条指令。?这些指令使C64x能够更方便地执行图象处理中的算法。

基于单颗DM643的嵌入式molIP可视电话的组成如图1所示。从摄像机输入的视频信号和从″麦克风/输入的音频信号经A/D转换后送入DSP,DSP对音?/视频信号进行压缩、编码、合流;然≦后通过局域?网或因特网将数据传输出去,同时将从网络上接收的?数据分流,℉并分?别进行视频信号的解码显示和音?∩频?信∪号的解码播放。系♂统中,还通过DM*643的McBSP?/UAR?T 口?外接了一◎个键盘,以实现电话的∴拨号功能。

图1 嵌入式IP可视电话的组成

1.1 视频采集电路

*

本系统采用的‖视频解码芯片是Ph?ilips公⌒司的?SAA7l15.从摄像机输入的全电视信号在SAA7l15内部经过钳位、㎝抗混叠滤波、A/D转换、YuV分离电路之后×,在YuV到YCrCb的?转换电路中转换成№BT.?656视频数据流,通过DM643的视频口VPo输入?到压缩核心∠单元DM6?4?3网络可视电话中。视频∝数据的行/场同步信号包含在BT.656数字视频数据流的EAV(En<d of Active Video)和SAV(Starto?f ∶Active Video)时基信号中,视频口只需视频采§样时?钟?和采样使能信号。SAA7?l15内部寄存器参数的配置和状态的读?出通过1 ?C总线进行。视频采集接口的原理如图2所示。

图2 视频采集接口?原理

DM643将解码后?的视频数据通过视频口VP1㎞通道送给SAA7121?显?示输出。÷≮±SAA7121是P㏒hilips公?司的一款视频编码芯片,可实现?数字视频的?D/A 变换?。SAA7121的﹣工作模式由其♀内部的控制寄存器决?定,控制寄存器的初始化通过1 C总线完成。DM643利用自身?具有的1 C总线模块,作为主控制器,?对SA?A?7121进行参数?编程控制。

1.2?音频输入/输出电路

℡m

本系∈统⊥采用TI的高性能立体声编/解码器TI? V320AI?C23(简称AIC23※),实现音频信号的采集和播放。AIC23与D2M643的I/0电压兼容,可实?现与DM643的Mc?ASP接口无=缝连接。

在本3?系统中,AIC23工作于主模式,左右声道?∽的采样字宽均为16位。数据接口¥为DSP mode模式。通过12 C总线设置?内部寄存器的工作﹢参数和反馈状态信息。

由于网络传输的?固有特点,音频数据和视频数据?传输到接收方时不⊿可能是均匀的。如果发送㈱方不作>任何纠正处理,则很难保证音/¤?≤μ视频的同步3输出。为了实现音频和视频的采样同步,利用锁相环PI I 17¥08.从SAA71@15的¬U C引脚输出27 ≡MHz时钟,经?PLI 1708的SCK+O 3引脚输出默认%时钟频率18=?.4㏄3-?3 MHz,作为AIC23的输㏕入主时钟MCI K.AIC23??内部采用的时钟可通过设置寄存器由主时钟MCLK分频得到。由于音视频采样信号采用同?一个时钟源,因此不会出现音?℃/视频不同步的?问题。

1?.3 ?以太网接口电路

本系统用LXT971作为快速以太网物理层自适应收发器。LXT971支持IEEE 802.3标 ?准,提供MII(Med°i?aIndepende≧n·t Int㎜erface)接口,可以支持MA∵C;而×DM643内部正好集成有MAC控制器,所以∟LXT?971可≌与DM643实现无缝连接。连接电路如图3所示,其中BH1102为1:1的隔㎏离变压器。

图3 网络接口原?⊕理

1.4存储器扩展电路

DM643通过EMIF接口扩展了2片32 MB的SDRAM来存放原始图像数据,1片4 MB的Flash来?存放应用程序。二者都映射到D㎎M643的外部数据空间。

2 软件实现?和优化

在本系统中,视频编/解码算法采用H.264标准[2],音?频编解码算法采用G.723.1a,?回音?消除采用G.167,媒体协议采?用RTP/RT?CP?,网?络协£议采用TCP/UDP/IP,通信协议采用H.⊙323v?.4;另o外还软件实现了静∫音、电话功能,并运〒用抖动缓冲媒体同步?技术实现了各种?网络状况下的音唇一致。?操作系﹥统采用基于DS㎡P/B10S的TI参$考架构5(mR∑F5)。基于RF5操作系统的应用?程序模块主要包括:音/视频采集模块、音/视频编解码模块、UART∣控制模块和网?络传输模块。∷

本系统采用的H.264编/解码可大大提高图像质量或降低像通信带宽?。同等图像质量,H.264算?法比H.26﹣3算法码流降低了5O ;但同时H.264?算法比H.?∨263算法复杂得多,需要更强的处理能力,以及做更多的软件优化工作。H.264算法在DM643上的实现和优化是整个系统软件设计的ml难点和重点。下面以它为例说明软件的开发、优化工作。

DM643上的软件开发过程可分为3个阶段:

第11阶段是开发C代码,然后使用profiling工具确定£代码?可能存在的低效率段。为进一步改进代码性能,需进入第∏2阶段。

第2阶段是优化C?代码。利用内联函数、编译器的外壳选项等方法进一步优化C代码。∷再次使?用profilin√g工具≒检查其性能,如果代码?仍达不到所期望的效果,须进入第3阶段。
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作者: mgnqyz

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