引 言

　　由于成本和視頻通信質(zhì)量的因素，可視電話從推出到現(xiàn)在，一直受到用戶(hù)的冷落。現(xiàn)在因?yàn)榧夹g(shù)的進(jìn)步和寬帶因特網(wǎng)的普及，可視電話呈現(xiàn)出新的生機(jī)。業(yè)內(nèi)專(zhuān)家預(yù)測(cè)，未來(lái)幾年內(nèi)，可視電話不僅可與電信固話、小靈通、移動(dòng)/聯(lián)通手機(jī)互聯(lián)，還可與3G 手機(jī)互通?？梢曤娫拰⒊蔀楠?dú)立的產(chǎn)業(yè)，發(fā)展前景良好。

　　筆者基于TI公司的單顆600 MHz TMS320DM643（簡(jiǎn)稱(chēng)為DM643）數(shù)字媒體處理器，開(kāi)發(fā)了一套性能優(yōu)異、價(jià)格低廉的嵌入式IP可視電話，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)音視頻實(shí)時(shí)通信。

　　1 基于TMS320DM643的硬件設(shè)計(jì)

　　DM643數(shù)字媒體處理器［1］集成了一系列外設(shè)，以適應(yīng)視頻和影像技術(shù)的發(fā)展。其中包括3個(gè)可配置視頻端口，1個(gè)10/100 Mbps的以太網(wǎng)MAC（EMAC），1個(gè)面向音頻應(yīng)用的串行口（McASP），1個(gè)串行口（McBSP）以及一些其他外設(shè)。C64x核內(nèi)有8個(gè)并行的處理單元，采用VLIW（甚長(zhǎng)指令集）結(jié)構(gòu)，處理能力高達(dá)4800MIPS，并在C6OOO公共指令集的基礎(chǔ)上擴(kuò)展了88條指令。這些指令使C64x能夠更方便地執(zhí)行圖象處理中的算法。

　　基于單顆DM643的嵌入式IP可視電話的組成如圖1所示。從攝像機(jī)輸入的視頻信號(hào)和從麥克風(fēng)輸入的音頻信號(hào)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換后送入DSP，DSP對(duì)音/視頻信號(hào)進(jìn)行壓縮、編碼、合流；然后通過(guò)局域網(wǎng)或因特網(wǎng)將數(shù)據(jù)傳輸出去，同時(shí)將從網(wǎng)絡(luò)上接收的數(shù)據(jù)分流，并分別進(jìn)行視頻信號(hào)的解碼顯示和音頻信號(hào)的解碼播放。系統(tǒng)中，還通過(guò)DM643的McBSP/UART 口外接了一個(gè)鍵盤(pán)，以實(shí)現(xiàn)電話的撥號(hào)功能。

圖1：嵌入式IP可視電話的組成

　　1.1 視頻采集電路

　　本系統(tǒng)采用的視頻解碼芯片是Philips公司的SAA7l15.從攝像機(jī)輸入的全電視信號(hào)在SAA7l15內(nèi)部經(jīng)過(guò)鉗位、抗混疊濾波、A/D轉(zhuǎn)換、YuV分離電路之后，在YuV到Y(jié)CrCb的轉(zhuǎn)換電路中轉(zhuǎn)換成BT.656視頻數(shù)據(jù)流，通過(guò)DM643的視頻口VPo輸入到壓縮核心單元DM643中。視頻數(shù)據(jù)的行/場(chǎng)同步信號(hào)包含在BT.656數(shù)字視頻數(shù)據(jù)流的EAV（End of Active Video）和SAV（Startof Active Video）時(shí)基信號(hào)中，視頻口只需視頻采樣時(shí)鐘和采樣使能信號(hào)。SAA7l15內(nèi)部寄存器參數(shù)的配置和狀態(tài)的讀出通過(guò)1 C總線進(jìn)行。視頻采集接口的原理如圖2所示。

圖2：視頻采集口原理

　　DM643將解碼后的視頻數(shù)據(jù)通過(guò)視頻口VP1通道送給SAA7121顯示輸出。SAA7121是Philips公司的一款視頻編碼芯片，可實(shí)現(xiàn)數(shù)字視頻的D/A 變換。SAA7121的工作模式由其內(nèi)部的控制寄存器決定，控制寄存器的初始化通過(guò)1 C總線完成。DM643利用自身具有的1 C總線模塊，作為主控制器，對(duì)SAA7121進(jìn)行參數(shù)編程控制。

　　1.3 音頻輸入/輸出電路

　　本系統(tǒng)采用TI的高性能立體聲編/解碼器TI V320AIC23（簡(jiǎn)稱(chēng)AIC23），實(shí)現(xiàn)音頻信號(hào)的采集和播放。AIC23與DM643的I/0電壓兼容，可實(shí)現(xiàn)與DM643的McASP接口無(wú)縫連接。

　　在本系統(tǒng)中，AIC23工作于主模式，左右聲道的采樣字寬均為16位。數(shù)據(jù)接口為DSP mode模式。通過(guò)12 C總線設(shè)置內(nèi)部寄存器的工作參數(shù)和反饋狀態(tài)信息。

　　由于網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)墓逃刑攸c(diǎn)，音頻數(shù)據(jù)和視頻數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇邮辗綍r(shí)不可能是均勻的。如果發(fā)送方不作任何糾正處理，則很難保證音/視頻的同步輸出。為了實(shí)現(xiàn)音頻和視頻的采樣同步，利用鎖相環(huán)PI I 1708.從SAA7115的U C引腳輸出27 MHz時(shí)鐘，經(jīng)PLI 1708的SCKO 3引腳輸出默認(rèn)時(shí)鐘頻率18.433 MHz，作為AIC23的輸入主時(shí)鐘MCI K.AIC23內(nèi)部采用的時(shí)鐘可通過(guò)設(shè)置寄存器由主時(shí)鐘MCLK分頻得到。由于音視頻采樣信號(hào)采用同一個(gè)時(shí)鐘源，因此不會(huì)出現(xiàn)音/視頻不同步的問(wèn)題。