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基于PCI总线的MPEG摘要：随着计算机技术、多媒体和数据通信技术的发展，计算机视频的应用越来越广。但视频通常由于数据量巨大，应用受到不少限制。为解决视频数据的存储和传输，唯一途径就是对视频数据进行压缩。结合目前实际需求，给出了一种基于ＰＣＩ总线的ＭＰＥＧ－Ｉ压缩卡的软件、硬件实现方案。关键词：ＰＣＩ总线ＷＤＭ驱动ＭＰＥＧ－１压缩卡随着计算机技术、多媒体和数据通信技术的高速发展，人们生活水平的提高，对计算机视频的需求和应用越来越多，如视频监控、视频会议、计算机视觉等。计算机视频提供给人的信息很多，但是视频的数据量很大，不利于传输和存储，使其应用受到不少限制。为解决视频数据的存储和传输，唯一途径就是对视频数据进行压缩。目前常见的视频压缩方法有ＭＰＥＧ－１、ＭＰＥＧ－２、ＭＰＥＧ－４、Ｈ．２６１、Ｈ．２６３等。考虑压缩技术的成熟度和该压缩卡的主要用途，本文采用ＭＰＥＧ－１作为压缩标准，研制了基于ＰＣＩ总线的ＭＰＥＧ－Ｉ压缩卡。该卡适用于视频监控、视频会议等多种应用场合。该卡加上一台主机、摄像头和软件可构成一个完整的视频采集压缩系统。１系统特点支持ＢＮＣ、ＲＣＡ、Ｓ－ＶＩＤＥＯ视频接口；支持ＰＡＬ和ＮＴＳＣ制式；可对视频实时预览，最大分辨率可达７２０×５７６×３２；可对声音进行同步监听；可对音、视频信号进行ＭＰＥＧ－Ｉ压缩，生成ＭＰＥＧ文件和ＶＣＤ文件；用户可编程ＭＰＥＧ－１编码设置，可支持ＣＢＲ和ＶＢＲ；可一机多卡同时工作；可从动态影像中捕获单帧，生成ＪＰＧ和ＢＭＰ文件；支持Ｗｉｎ９８／Ｗｉｎ２０００。２系统硬件设计２．１系统组成该系统主要由视频解码、音频解码、压缩核心和ＰＣＩ接口等组成，其总体框图如图１所示。２．２视频解码设计视频解码部分主要完成模拟视频到数字视频的处理，以供后面预览、压缩用。视频解码芯片常用的有ＳＡＡ７１１０、ＳＡＡ７１１３和ＳＡＡ７１１４等。本方案中采用Ｐｈｉｌｉｐｓ公司的ＳＡＡ７１１４。ＳＡＡ７１１４有六路模拟输入，内置模拟源选择器可构成６×ＣＶＢＳ、２×Ｙ／Ｃ２×ＣＶＢＳ、１×Ｙ／Ｃ和４×ＣＶＢＳ；两路模拟预处理通道，内有抗混迭滤波器；ＣＶＢＳ或Ｙ／Ｃ通道含完全可编程静态增益控制或自动增益控制功能，对ＣＶＢＳ、Ｙ／Ｃ通道可进行自动钳位控制；能自动检测５０Ｈｚ／６０Ｈｚ场频，并可自动在ＰＡＬ和ＮＴＳＣ制式进行切换；能将ＰＡＬ、ＮＴＳＣ和ＳＥＣＡＭ信号解码及模数变换得到符合ＩＴＵ－６０１／ＩＴＵ－６５６的数字电视信号。该芯片是目前视频解码芯片中接收视频源的宽容性及视频解码图像质量最好的一种。其通过Ｉ２Ｃ接口，进行初始化设置。本系统采用ＩｍａｇｅＰｏｒｔ作为数字视频输出端口，数字视频格式采用ＩＴＵ－６５６ＡＩ１１作为ＢＮＣ／ＲＣＡ输入脚，ＡＩ１２、ＡＩ２２作为Ｓ－ＶＩＤＥＯ输入脚。２．３音频解码设计音频解码的数据一部分提供给ＳＡＡ７１４６Ａ作声音监听用，另一部分用于压缩。考虑到成本，本系统采用ＢＵＲＲ－ＢＲＯＷＮ公司的ＰＣＭ１８００Ｅ。该芯片是双声道单片ΔΣ型２０位ＡＤＣ单＋５Ｖ电源供电，信噪比为９５ｄＢ，动态范围９５ｄＢ，内嵌高通滤波器，支持四种接口方式和四种数据格式。其采样频率为３２ｋＨｚ、４４．１ｋＨｚ和４８ｋＨｚ可选。本系统采用从模式，２０位Ｉ２Ｓ数据格式。主时钟由ＳＡＡ７１１４提供。２．４ＭＰＥＧ－１压缩部分设计本系统中ＭＰＥＧ－Ｉ压缩芯片选用ＺＡＰＥＸ公司的ＳＺ１５１０。该芯片基于ＴＩ的ＴＭＳ３２０Ｃ５４ｘＤＳＰ内核，能对ＩＴＵ－６０１／ＩＴＵ－６５６数字电视信号和ＰＣＭ音频流进行ＭＰＥＧ－１实时压缩，可生成多种流，如音频基本流、视频基本流、音视频复合流等。该芯片外接２７ＭＨｚ晶振，可支持多种主机接口，可工作在复用或非复用、Ｉｎｔｅｌ或Ｍｏｔｏｒｏｌａ类型总线。通过输入管脚ＨＣＯＮＦＩＧ１：０和ＳｙｓＣｏｎｆｉｇ寄存器可设置成六种总线接口类型：Ｉｎｔｅｌ８０５１类型的数据／地址复用的８位总线、Ｍｏｔｏｒｏｌａ类型的数据／地址复用的８位总线、Ｉｎｔｅｌ８０５１类型的非复用的８位数据总线、Ｍｏｔｏｒｏｌａ类型的非复用的８位数据总线、Ｉｎｔｅｌ８０５１类型的非复用的１６位数据总线和Ｍｏｔｏｒｏｌａ类型的非复用的１６位数据总线。支持Ｉ２Ｓ声音接口。本系统中采用Ｉｎｔｅｌ８０５１类型的非复用的１６位数据总线。２．５ＰＣＩ接口部分设计本系统中ＰＣＩ接口芯片选用ＳＡＡ７１４６Ａ，该芯片并不是通用的ＰＣＩ接口芯片，而是一个多媒体桥。方框图如图２。该芯片符合ＰＣＩ２．１规范。它有八个ＤＭＡ通道，三个视频，四个音频，一个ＤＥＢＩ。还具有两路视频通道，可对视频数据进行缩放，一路可无级缩放ＨＰＳ通过ＤＥＢＩ接收ＳＺ１５１０产生的ＭＰＥＧ－１数据，传输到内存；通过视频接口，接收ＳＡＡ７１１４输出的视频解码信号，并进