摘要：网络摄像机是当今网络视频应用的一大热点，根据这方面的应用需求提出了一种全新的解决方案。该方案的实现是基于TMS320DM642处理器的，并且采用JPEG编码标准，最终实现了一个成本低廉且具有实时视频采集压缩功能及以太网传输功能的网络摄像机。
关键词：网络摄像机 TMS320DM642 设备驱动 网络开发组件
随着网络技术和多媒体技术的广泛应用，数字网络视频得到了飞速发展。在网络视频会议和网络监控领域中，将传统的模拟视频信号转换成数字视频信号，并且借助于现有的IP网络进行传输已成为当今的一大热点。
从技术实现方式来讲，通常是采用网络摄像机来实现。目前市场上的网络摄像机一般有两类：一类是普通摄像机加视频网关构成，但是这种方案体积庞大、操作繁琐；另一类是把全部网络接入功能都集成在摄像机中，其体积小、功能全、易于使用和维护。后类摄像机有多种解决方案，本文提出一种基于嵌入式DSP的设计方案，并且给出具体的硬件及软件实现。

图1

1 硬件系统设计
1.1嵌入式处理器TMS320DM642
TMS320DM642（以下简称DM462）是TI公司近来发布的新一代多媒体处理器，它基于其第二代高性能的VelociTI VLIW结构，适用于多种数字媒体应用。DM642的时钟频率为600MHz，指令速度高达4800MIPS。这款DSP的两大特色在于：第一，拥有三个可配置的视频接口（VP），可同时采集三路视频信号；第二，集成了以太网接口，10/100Mbps模式自适应，能工作在全双工或半双工模式下，并具有硬件流控制和服务质量保证（QoS）支持。DM642的功能十分强大，它是构成多媒体通信系统的最佳平台之一。
1.2硬件整体架构
本系统的硬件平台由六部分组成，分别是视频采集、数据存储、视频处理、视频显示、网络和电源管理。其结构框图如图1所示。
视频采集部分采用模拟PAL制摄像头，配合高精度视频A/D转换器得到数字图像。A/D转换器采用TI公司的TVP5145芯片，其采样精度达到10bit,输出支持CCIR-656和BT656等格式。

数据存储部分的RAM采用三星公司的SDRAM。为配合DM642的64位EMIF（外部存储器接口），使用四片SDRAM，每片工作在16位模式，单片容量为32MB。数据存储部分的ROM采用ATMEL公司的NOR型的Flash芯片，总容量为256KB，数据总线为8位。本系统中的SDRAM用来存放系统运行时的代码以及临时图像数据，Flash用来保存系统自启动代码以及系统程序代码。
视频显示部分采用数字LCD，可省去数/模转换芯片，只需一片CPLD驱动LCD。CPLD采用Altera公司的MAX3000系列。这部分作为辅助功能，可根据实际运用场合进行选择。
DM642的以太网控制器（即EMAC）属于数据链路层，因此需外接物理层芯片才能进行网络通信。这里采用Intel公司的LXT971A芯片，它提供了MII（Media Independent Interface）接口，可以方便地和DM642连接。
电源管理部分在一个硬件系统设计中占有举足轻重的地位。本系统的电源模块采用MAXIM公司的解决方案，包括一片MAX1762芯片（产生1.4V电源给DM642的I/O供电和产生5V电源给LCD的逆变器供电）。
2 设备驱动设计
TI为DM642的VP口开发了一个两层设备驱动模型。上层驱动称为Class Driver,更靠近底层硬件。应用时只需根据这个模型编写驱动程序就可以了。

对于以太网口，TI提供了一个网络开发组件（NDK），为在DSP上开发网络应用程序提供了平台。有了这个平台，在开发网络应用程序时，就不用过多考虑数据如何封闭成IP包，也不用过多关心TCP/IP协议内部的工作机制，这样可以缩短产品的开发周期及上市时间。
1.2 视频端口的两层设备驱动模型
两层设备驱动模型如图2 所示。最上层是应用程序，最下层是底层硬件，包括DM642的VP口和视频A/D芯片。中间大花括号括起来部分即为设备驱动。图中还有一层芯片支持库（CSL），它提供配置及控制片上外设的C语言接口。
根据VP口的特点，设备驱动的两层驱动模型的每一层又细分了两层。从图2可以看到，把Class Driver分为FVID Class Driver和GIO Class Driver。前者更靠近应用程序，它提供一些特别适用于图像的API函数；后者提供与Mini Driver进行通信的API函数。Mini Driver分成通用部分和特殊部分，这样分的优势在于：当改变硬件构成时，无需重写Mini Driver，只需修改特殊部分即可，提高了代码的重复使用性。
2.2网络开发组件
网络开发组件的核心即为一系列TCP/IP协议栈库。包括：（1）栈库和网络工具库，它含有一些经过优化编译的协议栈代码；（2）操作系统适应库，它用来协调TCP/IP协议栈和DSP/BIOS之间的接口；（3）网络控制及调度库，它决定TCP/IP环境的初始化以及网络相关事件是如何被调度的；（4）多种硬件抽象层平台库，为TI公司的多种开发板（比如DSK、TEB和E