基于PNX1500的嵌入多媒体平台

随着片上系统设计技术的发展，嵌入式技术在IT界扮演着越来越多的重要的角色。多媒体应用是嵌入式系统的一个重要方面，本文介绍了一种基于飞利浦PNX1500DSP的多媒体嵌入式系统的硬件设计以及底层驱动程序。

1 平台整体结构图
　　
基于飞利浦的嵌入式多媒体硬件平台以飞利浦PNX1500为核心，完成视音频编码解码工作。由EEPROM存储系统最基本的启动配置程序，如配置内存和DSP工作频率，配置应用程序起始地址。我们选用三星NandFlash存储系统应用程序，如音视频编解码程序；由三星K4D551638F-TC构成系统的内存。由LG Philip的5.6英寸数字液晶显示屏构成系统的视频输出部分，该液晶屏能与1500输出的数字信号直接匹配，无需数模转换。视频输入部分由模拟摄像头与模数转换芯片SA7113组成。如图1所示。

2 系统各模块介绍  
　　
2.1 飞利浦PNX1500内部结构  
　　
飞利浦PNX1500是一款32为超长指令集的音视频和图像处理器，其内含为TM3260处理器，并行五个指令执行槽。能够运行音视频处理软件和通用控制PNX1500里的几个图像和视频协处理器能够进行图像缩放和合成，大大提高了视频处理的性能。除此之外，PNX1500内部还集成有音频输入输出模块、网络模块、系统启动模块、硬件计时器、通用输入输出口等等。内部高速总线将多个模块连接在一起，如图2所示。
  
2.2 内存模块  
　　
我们选用了两片三星公司的K4D551638F-TC作为内存，共64MB，支持200Mhz工作频率。由于DDR内存技术较为成熟，就不再过多的介绍。值得注意的是，内存部分的时钟信号采用差分信号的方式，在发送端匹配接地电阻，在接收端匹配串连电阻，防止信号反射。  
　　
2.3 启动EEPROM模块  
　　
PNX1500上电后根据指定的8个引脚的电平高低来判断采取怎样的启动模式，从而从不同的存储体读取可执行的程序。启动模式分为EEPROM启动模式、Flash启动模式和辅助主机模式(例如PNX1500作为PC上显卡芯片时)。这里选择EEPROM启动模式，用上下拉电阻来配置8个引脚。由于启动程序二进制代码较短，选择容量为16KB的Atmel 24C128，通过IIC总线和PNX1500通信。启动程序中最最要的信息就是对PNX1500工作状态的配置和接下来应该的程序入口。EEPROM中配制DSP工作模式的程序如下所示。


  
以上程序编译为二进制代码后写入EEPROM。  
　　
由于IIC总线结构简单，硬件图省去。  
　　
2.4 Flash模块  
　　
由于EEPROM容量有限，并不能装载下视频编解码等应用程序，所以需要例如Flash这样容量合适的存储媒体。选取的是由三星公司生产的NandFlashK9F2808U0C，16M×8bit。PNX1500提供了与Flash很好的兼容，引脚的接口如图3所示。


通过阅读K9F2808U0C的手册，根据其工作时序，为上层软件编写了Flash的驱动程序，如下。


  
2.5 视频输入模块  
　　
本系统采用Philips SAA7113作为视频解码器，SAA7113接收标准的CVBS PAL／NTSC制式的视频信号，也可以接收S-Video视频输入信号。SAA7113内建了很多视频处理单元，通过其IIC接口可以方便的控制其色度、亮度等等。SAA7113可以选择输出CCIR656规定的数字视频信号，提供与DSP处理器的方便接口。在系统上电后，PNX开始操作IIC总线对SAA7113的寄存器进行配置，让其输出所需要的视频格式，PNX1500内部的视频输入(Video Input)单元可以工作在几种不同的模式下，用来从片外的视频源读取(这个过程是DMA操作)数据到内存中。它可以与符合ITU-TCCIR656的设备直接相连，视频数据输入后，将被分成Y／U／V分别存放在内存中。SAA7113H与PNX1500连接如图4：

本设计中，对SAA7113的设置其实就是设置他们芯片中的IIC寄存器，我们将功能做封装，实现如下接口函数。  
　　
2.5.1 基本IIC操作函数


  
2.5.2 初始化函数


  
2.5.3 以下函数针对SAA7113的某个功能作处理


  
类似的函数要实现很多，将这些函数写成板级支持库的软件代码包，供上层调用，构成BSP。

2.6 视频输出模块  
　　
PNX1500支持数字液晶屏数据格式。我们采用数字液晶屏来作为视频输出部分，从而省掉了数模转换的这一环节，方便了开发。选用了LG-Philps的LB064V02-A16.4英寸液晶屏，该显示屏分辨率为480×640，每个象素用18bit数据表示，采用RGB模式，每种色彩6bit。LB064V02-A1的工作信号时序图的如图5所示。  


  
LB064V02-A1与PNX1500连接图如图6所示。


其中LB064V02-A1的时序参数都是由一定的规格要求。为了能让PNX1500的输出图像能被正常显示，设计了以下程序初始化PNX1500的视频输出模块。