基于DM6467T的一体化视频服务系统

基于DM6467T的视频服务系统作者（长光所）网络传输存储摘要：在DM6467T平台上，设计了集视频回放和编码存储以及网络传输一体化的视频服务系统，介绍了系统的硬件框架和达芬奇开发平台的搭建，调用达芬奇平台的编解码引擎中h.264编码算法，并进行了App 端的应用程序设计，完成了软硬件的集成并进行了相关应用程序测试。

测试结果表明，视频回放清晰流畅，实时性很高，存储后的视频数据得到大于100倍的压缩比并播放清晰完整，网络传输的视频信息性能良好。

关键词：DM6467T；视频；编码；存储；传输；中图分类号：Integrated Video Server System Based on DM6467T Author Name1, Author Name2, Author Name3…（Company or Organization, Country, Address, Post Code）AbstractOn the platform of DM6467T, design a video server system which integrates the function of video loop back ,encode and store as well as network transportation. Introduce the hardware structure of the system and the process of creating Davinci developmental environment. Call the h.264 encode algorithm in the Codec Engine and design the APP application plete the integration of hardware and software and test it. The results indicate the image of video loop back is clear and fluent, and the Real-time property is good. The stored video data is clear and complete and the compression rate is higher than 100. The property of network transported video is fine.Key words: DM6467T; video; encode; store; transportation;1 引言随着智能监控的不断发展，特别是网络视频监控的逐渐兴起，如何更好的实现大量视频数据的处理、存储和传输越来越成为视频监控行业的关注焦点。

本文介绍了以高性能的达芬奇芯片DM6467T为核心的多功能、一体化的视频服务系统，引入了时下流行的视频编码标准h.264来对实时图像进行压缩。

该系统完成了模拟视频的采集和实时回放，并对采集到的视频经过压缩后存入硬盘文件系统，同时通过千兆网将压缩后的数据实时地传输到上位机。

实验测试结果证明，硬盘存储下的.264码流和传输到上位机的视频码流与压缩前的视频图像清晰度相差不大，并且视频编码和网络传输的实时性良好，视频数据经h.264编码后大大节省了存储空间。

基金项目：作者简介：*通讯联系人：2 方案设计与实现2.1 达芬奇平台简介TI 公司的TM320DM6467T 是一款为了迎合网络多媒体技术，特别是编解码技术需求而推出的一款高性能的双核片上系统，其功能框图如图1所示。

【1】除了基本的系统控制部分和仿真接口，DM6467T 主要包括以主频为500、74MHz 的ARM926EJ-S 为核心的ARM 子系统和以主频为1GHz 的TM320C64+ DSP 为核心的DSP 子系统，另外该芯片还包含了两个高清视频协处理器HDVICP0和HDVICP1，这两个协处理器分别拥有1GHz 的工作主频，与C64+ DSP 合作总共可以达到3GHz 的主频，大大提高了芯片的视频处理能力。

同时，DM6467T 还拥有丰富的外设资源，通过SCR 资源交换中心和双核系统连接，大大降低了该芯片的硬件开发难度。

SRC外围设备EDMA CRGEN VDCE 串行接口McASP UARTI2C SPI系统通用定时器PWM看门狗定时器 数据/程序存储DDR2EMIFA ATA连通性EMACHPI VLYNQUSB2.0PCIVPIFTSIF ARM 子系统DSP 子系统JTAG 接口高清视频协处理器HDVICP0高清视频协处理器HDVICP1时钟输入时钟发生器电源/休眠多重管脚ARM926E J-S CPUC64+ DSP CPU16 KB I-CACHE 8 KB D-CACHE 32 KB RAM 8 KB ROM128 KB L2 RAM 32 KB L1 Pgm 32 KB L1 Data图1 TMS320DM6467T 功能结构框图 Fig 1 TMS320DM6467T Functional Block Diagram达芬奇平台的软件架构以嵌入式linux 操作系统为基础，通过TI 公司以及第三方公司的不断完善，已经拥有了非常完备的体系，双核结构通过DSPLINK 实现通信，用户只需调用EPSI API 实现相应的外设驱动，调用VISA API 实现相应的多媒体应用程序的设计。

达芬奇平台的算法实现基础是编解码引擎，编解码引擎包含了算法的创立（Codec ）、服务的集成（Server ）和引擎的集成应用（App ）三个部分【2】，TI 公司提供的codec 中包含了各种音视频的编解码算法库，例如h.264、mpeg4、mpeg2、G711等，以供用户直接调用，用户只需在相应的server 中添加所要用到的算法库，完成编译后再编写相应的app 端应用程序即可完成算法的设计和实现。

2.2硬件方案本方案的硬件设计如图2所示，在DM6467T 的基础上扩展了256MB 的DDR2 存储器和128MB 的Nor Flash 存储器。

通过JTAG 接口与XDS560PLUS 仿真器相连。

输入电源为12V/5A ，输出电源则有四种，DM6467T 的内核电压为1.2V ，I/O 电压为 3.3V ，DDR2工作电压为1.8V ，而SATA 硬盘电源电压为5V 。

模拟摄像头通过复合视频接口与TVP5146解码芯片相连，解码后的视频信号输入DM6467T 的视频接口进行预处理后转换为相应的yuv 格式视频提供给编解码引擎，完成相应的编解码算法和其他处理。

视频输出接口采用的是ADV7343编码芯片，通过复合视频接口连接LCD 显示屏。

通过MAX232芯片连接DM6467T 的UART 接口实现RS232的电平转换，网络接口的PHY 采用的是VSC8211，通过GMII/MII 接口协议连接DM6467T 的EMAC ，VSC8211输出直接连接DM6467TFlashDDR2XDS560PLUSARC772VSC8211RS232TVP5146RJ45EMACJTAGD D R 2E M I F电源复位SATA 硬盘MAX232E M I F AADV7343摄像头显示屏UARTATAVPIF图2 硬件结构图 Fig 2 The Structure of HardwareRJ-45，该网络接口具有10/100/1000M 的自适应功能。

通过ARC772芯片连接DM6467T 的A TA 接口，实现A TA 到SATA 的转换，从而实现SATA 硬盘的连接。

2.3 环境搭建2.3.1 环境框图达芬奇平台的开发环境如图3所示，主要包括目标板，windows 控制台和linux 服务器，其中windows 控制台通过串口与目标板相连，通过超级终端实现对目标板的控制，XDS560PLUS 仿真器通过JTAG 接口与目标板相连，通过USB 接口与Windows 控制台相连，在Windows 中的CCS 软件中实现程序调试和烧写。

Linux 服务器则安装于VMware 虚拟机中，方便与Windows 系统的同时使用。

Windows 控制台和Linux 服务器以及目标板通过目标板和PC 机的网络接口以及PC 机的虚拟网卡实现相互之间的网络连接。

添加linux 下环境的搭建目标板PC仿真器Windows 工作台Vmware 虚拟机Linux 系统千兆网RS232J T A GU S B图3 开发环境框图Fig 3 Structure of the Developmental Environment2.4 软件设计2.1中提到，达芬奇的编解码引擎的应用包含三个部分.Codec 端，本方案直接用到达芬奇Codec Engine 中提供的编码包h264enc ，里面封装了h.264编码算法库文件h264venc_tii_e.l64P ，可供server 端直接调用。

Server 端可以Codec Engine 中server 文件夹下的encode 包为基础进行相应的修改，本方案中只用到了h.264编码算法，则在配置文件encode.cfg 中只添加h.264相应的编码模块H264ENC 并配置相应的路径，在该文件的Server.args 数组中只保留h.264相关的编码选项。

保存相关配置后编译得到DSP 端可执行文件encodeCombo.x64P 供App 端调用。

App 端则在其配置文件encode.cfg 中利用函数Engine.createFromSever （）创建DSP 端算法，链接到Server 端的DSP 可执行文件。

App 端的应用程序【4】如图4所示，包含5个线程，即主线程、捕获显示线程、视频线程、传输线程和写线程，其中除了主线程之外的所有线程均产生于主线程。

VPIF捕获设备视频显示捕获的视频帧捕获的视频帧捕获显示线程捕获的视频帧视频线程压缩的视频流传输线程压缩的视频流写线程压缩的视频流PC Windows压缩的视频流硬盘文件系统主线程图4程序线程 Fig 4 Program Thread这些线程的运行是基于优先级的，其中视频线程和捕获显示线程占有较高优先级、其次是传输线程和写线程。

主线程的流程图如图5(a)所示，首先在清空所有线程的环境变量以后利用ParseArgs()解析命令行并设置App 环境参数,然后通过Thread_mutex_init()初始化互斥空间以保存全局数据，利用setpriority() 将整个过程的优先级设置为最高，利用CERuntime_init()初始化编解码引擎，利用开始清空环境参数初始化mutex 将整个过程优先级设到最高初始化Codec Engine创建中断对象创建表征线程初始化和清空的对象初始化线程属性设置线程属性创建捕获显示fifo 创建捕获显示线程创建传输和写fifo 初始化dmai 解析命令行设置app 环境参数设置捕获显示线程优先级创建视频线程设置视频线程优先级创建传输线程创建写线程其它所有线程结束？删除全局互斥空间N结束线程Y设置传输线程优先级设置写线程优先级等待视频线程同步开始打开编解码引擎设置编码参数Y创建视频编码器中断？保存输出缓冲区的尺寸创建视频线程缓冲区列表将缓冲区送入捕获显示线程初始化完毕等待其它线程从捕获显示线程获得缓冲数据从传输线程获得缓冲区从写线程获得缓冲区保证所有缓冲区用于输入编码缓冲区视频数据将编码后的视频数据送入传输线程缓冲区将编码后的视频数据送入写线程缓冲区返还捕获显示线程缓冲区NN 结束线程等待其它线程同步(a)主线程 (b)视频线程 图5 主线程和视频线程流程图Fig 5 Flow of main Thread and video ThreadDmai_init()初始化dmai 数字多媒体应用接口，随后通过Pause_create()创建中断对象，通过Rendezvous_create()创建表征线程初始化和清空的对象，再通过线程属性相关的函数初始化并设置线程属性，接着按照流程图中的顺序利用Fifo_create()函数创建相应线程的fifo ，依次设置相应线程的优先级，并利用pthread_create()创建相应线程，最后等到所有线程结束后，删除全局互斥空间，退出主线程。