達(dá)芬奇技術(shù)簡(jiǎn)介 - 一種通用、低成本的KVM over IP控制器的設(shè)計(jì)方案

　　1.1 達(dá)芬奇技術(shù)簡(jiǎn)介

　　達(dá)芬奇（DaVinci）技術(shù)是TI公司推出的嵌入式多媒體應(yīng)用方案，采用了高度集成的片上系統(tǒng)（SOC），為ARM+DSP的雙核架構(gòu)。ARM核是通用處理器架構(gòu)，利于任務(wù)調(diào)度，適合對(duì)外設(shè)的管理和控制；DSP核長(zhǎng)于編解碼算法，適合于數(shù)字音視頻處理，兩相結(jié)合，這一特點(diǎn)使達(dá)芬奇技術(shù)特別適合用來(lái)開(kāi)發(fā)智能多媒體系統(tǒng)。DaVinci技術(shù)還提供了底層驅(qū)動(dòng)、開(kāi)發(fā)包（DVSDK）、標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)以及豐富的應(yīng)用編程接口（API）等組件作為配套解決方案，可高效的開(kāi)發(fā)數(shù)字多媒體產(chǎn)品，加速市場(chǎng)應(yīng)用。因而，DaVinci技術(shù)一經(jīng)推出就受到開(kāi)發(fā)者的青睞，在視頻監(jiān)控、多媒體網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)通信等領(lǐng)域得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。

　　1.2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　基于達(dá)芬奇技術(shù)的KVMoIP 控制器的硬件框圖如圖3所示，分為主控模塊、KVM模塊、網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊三個(gè)部分。

　　1.2.1 主控模塊

　　主控模塊采用TMS320DM365，它是TI近年推出、面向高清視頻處理的DaVinci系列的一款處理器，內(nèi)部集成了ARM9 內(nèi)核，圖像處理子系統(tǒng)VPSS，H.264 高清編碼協(xié)處理引擎HDVICP 和MPEG-4/JPEG 協(xié)處理引擎MJCP.ARM9 負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的控制，VPSS 不僅提供靈活的視頻輸入接口，如BT.601/BT.656/BT.1120 數(shù)字YCbCr（8/16 b）接口，用于支持多種類(lèi)型的CCD/CMOS圖像傳感器，還支持RGB/YUV 數(shù)字信號(hào)輸出和PAL/NTSC制式的復(fù)合視頻信號(hào)輸出，用于連接多種類(lèi)型的顯示設(shè)備。HDVICP和MJCP支持H.264、MPEG4、JPEG和WMV9/VC1等格式編解碼，能夠以30 f/s的速度對(duì)高清（720P）視頻進(jìn)行H.264 編解碼。芯片還提供豐富的外設(shè)接口，包括USB 2.0、SDIO、SPI、UART、I2C、EMAC和Voice Codec（如G.711/G.723、MP3、WMA）等。圖3 中，DM365 的外圍電路擴(kuò)展了程序存儲(chǔ)器NAND FLASH、DDR2 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、USB 和EMAC 接口等。

　　1.2.2 KVM模塊

　　鍵盤(pán)、鼠標(biāo)的USB信號(hào)連接到DM365的USB接口，VGA信號(hào)由TVP7002接入處理。

　　TVP7002 是TI 的一款高清視頻解碼芯片，能為RGB/YPbPr的模擬視頻和圖像輸入提供A/D 轉(zhuǎn)換和解碼的完整解決方案。芯片內(nèi)含3路10 b A/D，處理速度高達(dá)165 MHz，支持各種分量輸入視頻標(biāo)準(zhǔn)，如480i/p，576i/p，720p，1 080i/p;支持最高UXGA（1 600×1 200）分辨率的PC 圖像信號(hào)輸入。輸出信號(hào)支持RGB 或者YCbCr顏色空間，支持RGB/YCbCr 4∶4∶4和YCbCr 4∶2∶2的輸出模式。芯片的工作模式由DM365通過(guò)I2C總線(xiàn)對(duì)其內(nèi)部寄存器編程實(shí)現(xiàn)。

　　VGA 輸入經(jīng)TVP7002 轉(zhuǎn)換為16 b 4∶2∶2 的YCbCr信號(hào)后可以直接送給DM365 的視頻處理前端，中間無(wú)須進(jìn)行任何數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換。

　　1.2.3 網(wǎng)絡(luò)傳輸模塊

　　DM365 在EMAC 接口外接一片10/100M 以太網(wǎng)PHY芯片，經(jīng)網(wǎng)絡(luò)變壓器進(jìn)行信號(hào)的隔離變換后，通過(guò)RJ45連接到網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)KVM數(shù)據(jù)的以太網(wǎng)傳輸。

　　1.3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　TI達(dá)芬奇技術(shù)的軟件框架分為ARM端的應(yīng)用層、I/O層以及DSP端的信號(hào)處理層三個(gè)部分，如圖4所示。

　　I/O層以嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)MontaVista Linux來(lái)支持其對(duì)外設(shè)的驅(qū)動(dòng)，如I2C、USB接口、以太網(wǎng)接口等；信號(hào)處理層SPL 包括實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)DSP/BIOS、音視頻編解碼算法、Codec Engine;應(yīng)用層APL 主要負(fù)責(zé)多線(xiàn)程的管理，并通過(guò)Codec Engine 的VISA API（Video/Im-age/Speech/Audio）調(diào)用DSP 側(cè)的算法，通過(guò)EPSI API（Easy Peripheral Software Interface）訪(fǎng)問(wèn)和操作Davinci的外設(shè)，用以支持高級(jí)應(yīng)用的開(kāi)發(fā)。