摘 要：本文提出了一種基于vw2005芯片的音視頻壓縮卡的設(shè)計方案，包括硬件設(shè)計和windows下設(shè)備驅(qū)動程序的設(shè)計。該方案較其它基于dsp編碼或軟件編碼的方案在性能上有很大的提高。

    關(guān)鍵詞：mpeg-4；vw2005；usb2.0；音視頻壓縮

    由于mpeg-4標(biāo)準(zhǔn)具有出色的壓縮速率和良好的圖像效果，目前無論是壓縮電影、視頻電話，還是數(shù)碼攝像機、數(shù)碼相機，都將mpeg-4作為首選的視頻壓縮標(biāo)準(zhǔn)。

    本文設(shè)計的壓縮卡基于mpeg-4音視頻編碼技術(shù)，具有usb2.0接口，支持熱插拔，在實現(xiàn)上采用硬壓縮，所用壓縮芯片為vweb公司的vw2005。

    硬件設(shè)計

    vw2005芯片的主要特點

    vw2005是vweb公司開發(fā)的實時mpeg-4音視頻編碼芯片。該芯片將未壓縮的itu-r.bt.656數(shù)字視頻信號壓縮為mpeg-1/2/4或h.263視頻格式，將兩路獨立通道的i2s數(shù)字音頻信號壓縮為mpeg-1/2、mp3、aac或ac3音頻格式。該芯片既可以輸出用于網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的傳輸流(ts)，也可以輸出用于存儲的程序流(ps)。

    該芯片具有以下主要特點：

    1. 片內(nèi)集成2個信號處理/控制單元，包括一個嵌入式處理器risc/dsp(內(nèi)部擴展一個音頻編碼dsp)，用于總體控制vw2005、音頻編碼及a/v多路復(fù)用，還有一個視頻編碼器。

    2. 具有2個數(shù)據(jù)輸出端：壓縮數(shù)據(jù)輸出端(cdo)和主機/pci輸出端，但同一時刻只能使用其中一個。

    3. 主機/pci接口用于與外部處理器、存儲器及其它設(shè)備的連接，有三種工作模式：16位motorola模式、16位intel模式和pci目標(biāo)機模式，可由上電/復(fù)位來選擇。

    4. 外部rom用于存儲引導(dǎo)程序及內(nèi)部寄存器的初始值，可由內(nèi)部risc處理器和外部主機處理器使用。

    5. 提供了與philips公司的i2c接口功能類似的內(nèi)部設(shè)備通信接口(ici)，方便對外圍設(shè)備的控制。提供了12個通用i/o口(gpio)，可以用作普通i/o口或配置成特殊功能的接口。

    壓縮卡硬件設(shè)計原理

    壓縮卡的原理框圖如圖1所示。saa7113完成系統(tǒng)前端數(shù)字圖像的采集，與vw2005可以直接無縫連接，無需其它邏輯電路。saa7113是一個9位可編程視頻解碼芯片，片外只需提供一個24.576mhz的晶振，片內(nèi)時鐘產(chǎn)生器自動產(chǎn)生內(nèi)部電路所需的工作頻率。saa7113在cy7c68013的i2c總線的時序控制下，將采集到的itu656 yuv4:2:2格式(8位)的數(shù)字圖像數(shù)據(jù)以27mb/s的速率通過片外數(shù)據(jù)總線vpo0~vpo7傳輸?shù)絭w2005，完成數(shù)字圖像的mpeg-4編碼。

    ak5355完成系統(tǒng)前端音頻信號的采集，與vw2005可以實現(xiàn)無縫連接，無需其它邏輯電路。ak5355是用于數(shù)字音頻系統(tǒng)的雙聲道單片品型16位adc，信噪比為91db，動態(tài)范圍為91db，其內(nèi)部嵌有增益放大器和數(shù)字高通濾波器，模擬信號單端輸入，無需外接濾波器，通過將dif引腳置高使之具有i2s的音頻數(shù)據(jù)格式輸出，本系統(tǒng)將ak5355設(shè)置為受控模式，即時鐘信號mclk、bclk和lrck分別由vw2005的音頻系統(tǒng)時鐘輸出amclk_enc、sck_enc和ws_enc提供。

    8mb的sdram芯片mt48lc2m32b2具有32位寬的數(shù)據(jù)總線，用于存儲輸入vw2005的音視頻原始數(shù)據(jù)及壓縮過程中產(chǎn)生的中間數(shù)據(jù)和壓縮結(jié)果數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)壓縮后的數(shù)據(jù)由vw2005內(nèi)部的多路復(fù)用器控制并從主機接口輸出。

    2mb的flash芯片at49bv1614用于存儲vw2005內(nèi)部各模塊所有的微碼(microcode)及引導(dǎo)程序，上電復(fù)位后，flash中存儲的數(shù)據(jù)通過總線讀入vw2005的內(nèi)部寄存器中，之后寄存器的值可由軟件讀取。

    本系統(tǒng)中主機/pci接口工作于16位motorola模式，可以與cy7c68013無縫連接。cy7c68013作為一款usb2.0接口芯片，集成了usb2.0收發(fā)器、串行接口引擎、增強的8051微處理器和可編程的外圍接口。主機通過調(diào)用sdk中提供的api函數(shù)，能方便地完成對vw2005的初始化和配置，并編寫usb設(shè)