龐 浩 王贊基

     來源：《電子技術(shù)應(yīng)用》

     摘要：介紹利用高速微處理器tms320c542實(shí)現(xiàn)脫機(jī)視頻編/解碼系統(tǒng)的控制核心的方法。這個(gè)設(shè)計(jì)方法利用和擴(kuò)展了tms320c542芯片的接口資源，結(jié)構(gòu)清晰、性能高效，成功地滿足了視頻系統(tǒng)實(shí)時(shí)處理大量圖象數(shù)據(jù)的性能需要。

     關(guān)鍵詞：dsp

     微處理器 可編程邏輯器件 視頻編/解碼

     視頻圖象編/解碼的目的一方面要將模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)來傳輸，另一方面，由于單純的視頻模數(shù)轉(zhuǎn)換所得到的圖像數(shù)據(jù)量非常龐大，必須應(yīng)用圖象壓縮技術(shù)減少數(shù)據(jù)量。在圖象編/解碼領(lǐng)域有兩種實(shí)現(xiàn)方式，一種是基于微機(jī)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)方式，圖象數(shù)據(jù)通過微機(jī)軟件或者是利用基于微機(jī)總線的圖象處理卡進(jìn)行壓縮編碼，并且可以通過pc網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。另一種方式拋開了微機(jī)平臺(tái)，應(yīng)用dsp為主的微處理器算法對(duì)圖象進(jìn)行壓縮/解壓縮的編/解碼處理。后一種方式構(gòu)成的系統(tǒng)被稱為脫機(jī)圖象系統(tǒng)。脫機(jī)圖象系統(tǒng)由于設(shè)備體積小，應(yīng)用靈活簡便，受到廣泛的關(guān)注。隨著微處理技術(shù)的發(fā)展，專用的圖象壓縮/解壓縮asic芯片涌現(xiàn)，圖象處理算法已經(jīng)集成于asic中，這就簡化了脫機(jī)圖象系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。

     雖然專用圖象壓縮/解壓縮芯片已經(jīng)集成了編/解碼的算法，但是圖象壓縮效果的實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)、數(shù)據(jù)速率的控制和圖象數(shù)據(jù)的傳輸仍然需要高速微處理器加以控制實(shí)現(xiàn)。本文主要從硬件設(shè)計(jì)角度，介紹在一個(gè)脫機(jī)視頻圖象編/解碼系統(tǒng)中，高速dsp芯片tms320c542的設(shè)計(jì)應(yīng)用。

     1 tms320c542的外圍接口功能

     tms320c542是美國ti公司c54x系列dsp中的一款。它是16位定點(diǎn)運(yùn)算的高速微處理芯片，運(yùn)算速度為40mips,工作電壓為5v，片內(nèi)ram有10k字，是該系列中片內(nèi)ram較大的。c542主要的外圍硬件接口功能如下：

     ·并行io接口，包括16位地址線和16位數(shù)據(jù)線。地址線是單向的輸出引腳，數(shù)據(jù)線為雙向引腳。協(xié)該接口工作的還有數(shù)據(jù)區(qū)選通信號(hào)ds、程序區(qū)選通信號(hào)ps、io端口選通信號(hào)is、存儲(chǔ)訪問的數(shù)據(jù)鎖存信號(hào)mstrb、io端口訪問的數(shù)據(jù)鎖存信號(hào)iostrb和讀寫信號(hào)r/w。

     ·5條外部中斷信號(hào)線，其中有一個(gè)是不可屏蔽中斷，其余的4個(gè)是可屏蔽中斷。

     ·1條程序條件跳轉(zhuǎn)控制輸入線和1條外部標(biāo)志信號(hào)輸出線xf。

     ·兩個(gè)串行通信號(hào)，其中一個(gè)是具有數(shù)據(jù)緩沖區(qū)的高速串口bsp，另一個(gè)是時(shí)分復(fù)接tdm串行通信口。數(shù)據(jù)緩沖串口bsp由全雙工的串行接口和最大可以達(dá)到2k字長的數(shù)據(jù)緩沖區(qū)構(gòu)成，當(dāng)采用緩沖發(fā)送/接收模式時(shí)，緩沖區(qū)中的數(shù)據(jù)的發(fā)送/接收過程不影響dsp運(yùn)行其它程序代碼。

     ·主控接口hpi，用于外部處理器或者微機(jī)總線與dsp之間的數(shù)據(jù)訪問控制。外部處理器或微機(jī)可以利用這個(gè)接口訪問dsp內(nèi)部的指定內(nèi)存空間，進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀出或?qū)懭�，而不妨礙dsp內(nèi)部程序正常的運(yùn)行處理。即使外部處理器的處理速度很慢，hpi接口也不會(huì)減慢或停止dsp的運(yùn)算。如果外部處理器有必要申請(qǐng)dsp的服務(wù)，也可以利用此端口引發(fā)dsp的相應(yīng)中斷。

     作為脫機(jī)視頻編/解碼系統(tǒng)核心的dsp既要具有高速的計(jì)算能力，又希望能夠提供良好的外圍接口和通信接口，c542的性能符合本系統(tǒng)的需要。

     2 dsp的外圍關(guān)系

     本系統(tǒng)中dsp的外圍器件比較多，而且各自都具有特殊的功能和用法，所以理順?biāo)鼈兊碾姎怅P(guān)系，是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的首要問題。

     2.1 dsp的程序載入所需要的外圍

     c542的運(yùn)行程序除了廠家直接燒制到片內(nèi)rom的情況外，需要外加器件幫助dsp存儲(chǔ)程序。在系統(tǒng)上電復(fù)位后，首先要將程序代碼由片加載到dsp的片內(nèi)ram中再執(zhí)行。c54x提供了多種程序加載的方法：hpi接口程序加載方法、8位i/o接口程序加載方法、16位i/o接口程序加載方法、8位并行eprom程序加載方法、16位并行eprom程序加載方法和串口程序加載方法。本系統(tǒng)選擇用一片32k×8bit的eprom采用8位并行ertpm的程序加載方法給dsp加載程序。