基于VW2005的MPEG4音视频压缩卡设计1

核心器件: VW2005 由于MPEG-4标准具有出色的压缩速率和良好的图像效果，目前无论是压缩电影、视频电话，还是数码摄像机、数码相机，都将MPEG-4作为首选的视频压缩标准。 本文设计的压缩卡基于MPEG-4音视频编码技术，具有USB2.0接口，支持热插拔，在实现上采用硬压缩，所用压缩芯片为Vweb公司的VW2005。 硬件设计 VW2005芯片的主要特点 VW2005是Vweb公司开发的实时MPEG-4音视频编码芯片。该芯片将未压缩的.656数字视频信号压缩为MPEG-1/2/4或H.263视频格式，将两路独立通道的I2S数字音频信号压缩为MPEG-1/2、MP3、AAC或AC3音频格式。该芯片既可以输出用于网络领域的传输流(TS)，也可以输出用于存储的程序流(PS)。 该芯片具有以下主要特点： 1. 片内集成2个信号处理/控制单元，包括一个嵌入式处理器RISC/DSP(内部扩展一个音频编码DSP)，用于总体控制VW2005、音频编码及A/V多路复用，还有一个视频编码器。 2. 具有2个数据输出端：压缩数据输出端(CDO)和主机/PCI输出端，但同一时刻只能使用其中一个。 3. 主机/PCI接口用于与外部处理器、存储器及其它设备的连接，有三种工作模式：16位Motorola模式、16位Intel模式和PCI目标机模式，可由上电/复位来选择。 4. 外部ROM用于存储引导程序及内部寄存器的初始值，可由内部RISC处理器和外部主机处理器使用。 5. 提供了与Philips公司的I2C接口功能类似的内部设备通信接口(ICI)，方便对外围设备的控制。提供了12个通用I/O口(GPIO)，可以用作普通I/O口或配置成特殊功能的接口。 压缩卡硬件设计原理 压缩卡的原理框图如图1所示。SAA7113完成系统前端数字图像的采集，与VW2005可以直接无缝连接，无需其它逻辑电路。SAA7113是一个9位可编程视频解码芯片，片外只需提供一个24.576MHz的晶振，片内时钟产生器自动产生内部电路所需的工作频率。SAA7113在CY7C68013的I2C总线的时序控制下，将采集到的ITU656 YUV4:2:2格式(8位)的数字图像数据以27MB/s的速率通过片外数据总线VPO0~VPO7传输到VW2005，完成数字图像的MPEG-4编码。

图1 压缩卡原理框图 AK5355完成系统前端音频信号的采集，与VW2005可以实现无缝连接，无需其它逻辑电路。AK5355是用于数字音频系统的双声道单片品型16位ADC，信噪比为91dB，动态范围为91dB，其内部嵌有增益放大器和数字高通滤波器，模拟信号单端输入，无需外接滤波器，通过将DIF引脚置高使之具有I2S的音频数据格式输出，本系统将AK5355设置为受控模式，即时钟信号MCLK、BCLK和LRCK分别由VW2005的音频系统时钟输出amclk_enc、sck_enc和ws_enc提供。 8MB的SDRAM芯片MT48LC2M32B2具有32位宽的数据总线，用于存储输入VW2005的音视频原始数据及压缩过程中产生的中间数据和压缩结果数据。本系统压缩后的数据由VW2005内部的多路复用器控制并从主机接口输出。 2MB的Flash芯片AT49BV1614用于存储VW2005内部各模块所有的微码(microcode)及引导程序，上电复位后，Flash中存储的数据通过总线读入VW2005的内部寄存器中，之后寄存器的值可由软件读取。 本系统中主机/PCI接口工作于16位Motorola模式，可以与CY7C68013无缝连接。CY7C68013作为一款USB2.0接口芯片，集成了USB2.0收发器、串行接口引擎、增强的8051微处理器和可编程的外围接口。主机通过调用SDK中提供的API函数，能方便地完成对VW2005的初始化和配置，并编写USB设备驱动程序。VW2005通过主机接口将压缩后的MPEG-4音视频流传输到接口芯片CY7C68013，通过USB2.0接口能实时地将数据流传送到主机。

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