基于dsp的视频监控系统硬件设计new

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1、产品设计与实现20102基于DSP的视频监控系统硬件设计112田书成程永强黄英男1．太原理工大学信息工程学院，山西，0300242．中国联通锦州市分公司，辽宁锦州，121000【摘要】提出一种基于DSP的视频监控解决方案。系统设计加入FPGA模块。使得设计方便、灵活，可广泛应用于工业控制、交通系统和数字视频展台等领域。该系统主要由电源、视频信号处理、FPGA和外围接口等4个功能模块组成，主要介绍这4个模块的硬件电路设计。该设计方案已成功应用于数字视频展台产品设计中。【关键词】数字信号处理器视频监控CCD图像传感器硬件设计一、引言帧频为60Hz的行、场同步信号。图1为该系统硬件设

2、计目前视频监控广泛应用于安防监控、工业监控和框图。交通监控等领域。视频监控系统大致经历3个阶段：首先是基于模拟信号的电视监控系统，其功能单一、易受干扰且不易扩展；随后出现基于PC机的图像监控系[1]统，其终端功能较强，但价格昂贵，稳定性差；近年来，随着嵌入式技术成熟，嵌入式视频采集处理系统具有可靠性高、速度快、成本低、体积小、功耗低、2、电源模块[2]电源模块将外部输入的12V直流电源转换成系统各环境适应性强等优点。基于嵌入式系统的上述诸多优点，这里提供一种模块所需工作电压。CCD图像传感器所需电压为15V和基于DSP的视频监控系统解决方案。-7V，DSP所需电压为3.3V和5

3、V。FPGA所需电压为二、系统硬件设计1.2V、2.5V和3.3V。本设计采用MOTOROLA公司的DC-1、系统整体硬件结构DC电源转换器MC34063A将12V直流电压转换成5V直流整个系统硬件设计由电源、视频信号处理、电压，选用TeXasIastrument8公司的电源转换器FPGA和外围接口等模块组成。其中。图像处理模块接TPS75003将5V直压电源转换成1.2V、2.5V和3.3v直流电收CCD图像传感器传送的模拟视频信号。并把模拟视压。而CCD图像传感器的工作电压则由NE555和频信号模数转换成数字信号。由DSP处理所转换的数字78L15产生。信号，再转换为标准的

4、YUV4∶2∶2格式的数字视频信3、图像处理模块号，并将获得的数字视频信号送至FPGA模块，对（1）图像采集YUV数字信号进行处理。从而产生标准的SVGA格式，本设计图像采集电路将CCD传感器输出的模拟视-20-20102产品设计与实现频信号转换成离散的模拟视频信号。再对模拟信号进图2中，Hl，H2，XVl，XV2，XV3。XV4是CCD图行相关双采样、自动增益控制处理后，传输至DSP转换像传感器的时序驱动信号，EEPROM用来存储DSP初始为数字信号。具体工作流程：系统上电复位后，DSP化的寄存器值。DO～D7是YUV数字信号。其具体工作（CXD3142）产生控制信号驱动CC

5、D图像传感器。把光流程：将CCD图像传感器采集的模拟信号经信号转换成PAL制式的模拟视频信号。并把该信号输入CXA2096N进行相关预处理后。相应数字信号经VIN引[3]脚传给DSP（CXD3142），DSP接收数字信号后，利用到CXA2096N的引脚DIN和PIN引脚。此时，在引脚SHD和SHP的控制下对输入信号进行相双采样。当其内部AE/AWB检测电路、同步信号产生电路、外同步SHD信号的下降沿到当SHP信号的下降沿到来时，再采电路以及相关算法对其进行相关处理。处理完成后在样PIN引脚的预加电平信号，将这两路信号送到行（H引脚）、场（V引脚）信号及时钟信号（PCLK）CXA

6、2096N内部的自动增益控制电路，经差运算后输的控制下将8位数字信号经过D0～D7引脚传给FPGA模出。再对输出信号进行黑电平箝位、预消隐等处理，块进行相关处理。通过引脚SCK、SI、SO、XCS串口通然后由CXA2096N的DRVOUT引脚输出。DSP产生信。通过CSROM、CASI、CSASO、CASCK引脚与外部CXA2096N的工作时序。EEPROM通信，实现DSP相关的初始化。此外。IO引脚（2）视频信号处理（SXD3142R）输出经DSP处理过的复合视频信号，通过相关接口直接本设计采用SONY公司专用信号处理器件在CRT显示器上显示图像处理结果。[4]（3）FPGA

7、模块CXD3142作为信号处理器。CXD3142R是专用于对Ye，Cy，Mg和G补色单片CCD输出信号进行处理的低为了实现实时预处理数字视频信号数据，增加系功耗、高效率的信号处理器：具有自动曝光和自动向统扩展性。该系统设计扩展一片由Xilinx公司生产的基平衡功能。可同时输出复合视频信号和YUV8位数字信于90am工艺制造的Spartan3E系列FPGA，其型号为号输出。内部集成9位A/D转换器同步信号产生电路、XC3S250E-PQ208.4Cm，此FPGA具有较高的性价比，外部同步电路和