适用于数字视音频处理的嵌入式系统的研制

摘要

本论文研制适用于视音频处理、存储与传输的嵌入式硬件系统。该系统采用模块化设计，主要模块有：(1)ARM嵌入式处理器模块；(2)DSP模块；(3)视频AD模块；(4)视频DA模块；(5)音频AD/DA模块。利用本论文研制的嵌入式硬件系统，模拟视音频可以通过视频AD模块和音频AD/DA模块转换为数字视音频，DSP模块负责对数字视音频进行处理(如压缩编码)，经过处理的数字视音频可以通过ARM嵌入式处理器模块的USB接口存入硬盘或通过以太网接口实现网络传输。 本论文的创新之处：本论文研制的嵌入式系统为DSP的应用开发提供了一种新的模式。DSP因其强大的快速计算能力而倍受青睐。但是，由于不同的DSP有着不同的结构和不同的开发环境(如TI公司的CCS)，因此，即便是同样的算法，也要针对不同的DSP进行不同的移植，这增加了DSP应用开发的时间和难度。在本论文研制的嵌入式系统中，DSP通过HPI口与ARM连接。DSP成为ARM的一个外设，ARM通过嵌入式操作系统中的DSP设备驱动内核对DSP进行有效管理。DSP应用开发人员可以基于嵌入式操作系统而不是基于DSP进行应用程序的开发。嵌入式操作系统中的DSP设备驱动内核起到了嵌入式中间件的作用，为应用层屏蔽了物理层，从而大大减少了DSP应用开发的时间和难度。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1数字视频处理系统开发的背景

1.2当前数字视频处理系统的发展现状与趋势

1.3本论文开展的工作

第2章开发环境、通信协议及嵌入式系统简介

2.1集成开发环境简介

2.2通信协议简介

2.2.1Ethernet结构体系与通信协议

2.2.2USB主机(Host)设备通信协议简介

2.2.3I2C总结协议

2.2.4串行外部设备接口协议(SPI protocol)

2.2.5多通道缓冲串口(MCBSP)技术规范

2.2.6彩色数字电视信号编码标准简介

2.3 ARM嵌入式系统简介

第3章嵌入式视频图像处理系统

3.1嵌入式视频图像处理系统的应用与要求

3.2嵌入式视频图像处理系统硬件的设计

3.2.1视频图像处理系统的需求分析及设计方案

3.2.2基于系统方案的器件选型与电路设计

3.2.2基于系统方案的器件选型与电路设计3.2.2.1数字信号处理器(DSP)模块设计

3.2.2基于系统方案的器件选型与电路设计3.2.2.2基于系统方案的嵌入式主处理器电路模块设计

3.2.2基于系统方案的器件选型与电路设计3.2.2.3视频信号编解码电路的设计

3.2.2基于系统方案的器件选型与电路设计3.2.2.4音频信号处理电路设计

3.2.2基于系统方案的器件选型与电路设计3.2.2.5人机交互电路选型与设计

3.2.2基于系统方案的器件选型与电路设计3.2.2.6通用ADC与DAC电路设计

3.2.2基于系统方案的器件选型与电路设计3.2.2.6复杂可编程逻辑阵列(CPLD)的器件选型、电路设计和工作流程

3.2.2基于系统方案的器件选型与电路设计3.2.2.7其它电路芯片选型与电路设计

3.2.3系统设计总体论证

3.2.9电路工艺设计

3.2.10嵌入式视频图像处理系统的制造

3.3嵌入式视频处理系统的软件设计与编程

3.4系统主要测试结果

第4章嵌入式视频实时处理系统

4.1嵌入式视频实时处理系统的应用与技术要求

4.2嵌入式视频实时处理系统的方案设计

4.3嵌入式视频实时处理系统方案分析论证

4.4嵌入式视频实时处理系统各部分电路设计

4.5嵌入式视频实时处理系统工艺设计

第5章结束语

5.1总结

5.2展望

附录

主要参考文献

原创性声明