用于MPEG-2前端系统的PCI接口设计及实现

用于MPEG-2前端系统的PCI接口设计及实现

唐田野[1]2001年在《用于MPEG-2前端系统的PCI接口设计及实现》文中指出视频压缩、存储、传输和处理技术以及超大规模集成电路技术的迅速发展,大大扩展了视频技术的应用领域。 在传统的广播电视领域、娱乐领域和新兴的internet视频业务领域,视频通信系统的前端都是关键的设备。本次设计的目标是实现视频通信发送端的压缩层和传送层的第一级复用。具体来说,是把模拟视频源解码成符合CCIR601规范要求的数字视频源,经专用的MPEG2编码芯片压缩形成视频ES流送入计算机,与一路音频ES流打包复用后形成一路TS流。整个MPEG2编码系统基于PC平台,通过PCI总线完成与计算机的通信。 本论文主要讲述MPEG2编码器的视频捕获和PCI接口硬件设计及相关的底层软件设计。主要内容包括: ●MPEG2编码器的体系结构; ●电视原理、制式以及电视信号的PCM编码参数的选择和PCM编码的国际标准; ●PCI总线协议标准及PCI设备驱动程序的编写; ●MPEG2编码器的相关接口的具体硬件设计和相应的软件设计,结合具体情况,讨论了主控编程; ●硬件调试。

刘滔[2]2004年在《有线数字电视PCI接收卡的WDM内核视频流微驱动程序开发》文中研究指明数字电视是当前IT信息产业的热点。目前,数字机顶盒为基于HFC传输网络的模拟电视机提供了数字电视和数字信息的主要接入平台。PCI局部总线作为先进的高性能局部总线,被广泛用于计算机的扩展卡中,如网卡、声卡和视频卡。Windows操作系统下的WDM内核流架构为很多数据量大、实时性强的应用(如视频捕获)提供了一种内核态下的解决方案。本文第一部分工作以目前较为成熟的数字机顶盒技术为参考,提出了一种以PC机作为终端的数字电视接收方案,介绍了整个方案的实现原理,重点介绍了PCI接收卡WDM内核视频流微驱动程序的开发。本文第二部分工作进行了Windows2000环境的MPEG4数字视频监控系统调试。具体的主要内容包括:数字电视技术和PCI接口技术介绍;数字电视PCI接收卡的硬件和软件体系结构介绍;WDM内核驱动程序模型分析;WDM内核流驱动程序原理介绍;Fusion 878A WDM内核视频流微驱动程序的开发;数字电视PCI接收卡的硬件和软件调试结果Windows2000环境的MPEG4数字视频监控系统调试PCI接收卡硬件和软件的调试结果表明WDM内核视频流微驱动程序工作良好;MPEG4数字视频监控系统的软硬件调试结果表明Saa7146接口板和IME6400编码板能正常工作。

邓卫东[3]2004年在《高速多媒体卫星数据接收卡》文中进行了进一步梳理本论文主要是阐述卫星数据广播系统终端接收设备高速多媒体卫星数据接收卡的设计原理,以及测试方法。高速多媒体卫星数据接收卡是用来接收多媒体数据广播。多媒体数据广播是指由视频、音频、软件程序、流式数据或者其他数字/多媒体所组成的内容被连续的传送到PC、机顶盒或者手提设备等可以处理这些数据的智能设备上。它是一种可以提供快速和丰富的媒体内容的有效方式。采用高速多媒体卫星数据接收卡接收多媒体数据广播是一种最理想的方式。IP/UDP 数据通过多协议封装,将数据封装成TS 包的格式,并用DVB-S 的传输系统将数据送到用户终端。用户终端通过高速多媒体卫星数据接收卡接收数据。高速多媒体卫星数据接收卡是一种特殊的计算机网络适配器。它是被用在个人计算机上的扩展插卡(采用PCI 局部总线),使配备该插卡的PC 机有能力接收通过卫星数据广播传送的符合DVB-DATA(EN300 192)标准的高速宽带多媒体数据。它是用户利用较少的花费而获得大量信息的理想方式之一,用户通过它可以接收大量的信息,如: 金融证券信息、远程教育信息、电子报刊、知名网站等。高速多媒体卫星数据接收卡采用了:DVB 技术、TCP(UDP)/IP 技术、PCI 总线与接口技术、现场可编程技术、软件工程等技术。高速多媒体卫星数据接收卡是接收DVB卫星数据广播,它在设计时遵循DVB 的一些标准,对数据的解析按照DVB 中多协议封装的标准。由于卫信通道传输的码率高得60-70Mbit,故在数据接收卡与计算机连接采用PCI 接口,利用集成的PCI 控制器芯片来实现数据的传输。芯片采用RTL8130,元器件厂家提供了驱动程序的源代码,便于加快开发工作,以及接收卡和计算机有良好的兼容性。由于解析数据没有专门的芯片,数据的解析需要高速的器件,利用FPGA 设计是一种良好的设计方案。FPGA 的主要作用解析多协议封装包,并将IP 数据组成以太网帧格式传输,以及匹配MCU(单片机)和PCI 接口的数据传输速率。开发高速多媒体卫星数据接收卡的技术在国内处于先进水平,只有少数厂家开发出了适应市场的产品。我们的开发方案选用成熟的技术,另外在开发中使用了一些独特的技术和方法:1.用PCI 卡驱动程序对FPGA 的配置;2.单片机对一体化高频头的控制;3.数据的解析采用FPGA;4.整体方案采用PCI 接口芯片和FPGA 器件。高速多媒体卫星数据接收卡是多种技术的结合,在开发中需要不同技术的开发人员共同开发。我在开发中的工作是:1.整个项目的整体设计;2. 数据接收卡的硬件设计;3.高频头控制的程序

卢建斌[4]2006年在《数字化综合安防系统的设计及应用研究》文中指出随着经济和科技水平的飞速发展,人们对安全防范系统提出了越来越高的要求。近年来多媒体技术、嵌入式技术、图象编码压缩技术、计算机网络及通信技术的快速发展以及国内各企业事业单位网络基础设施建设的日益完善,大大促进了安全防范系统的研究和发展。安全防范系统在经历了模拟视频监控和基于PC或嵌入式的半数字化两个阶段的发展后,现正向以数字化、网络化为主要特征的第叁代数字化综合安防系统过渡。一般来说,第叁代数字化综合安防系统应具有“前端一体化、处理数字化、传输网络化、系统集成化”的特征。本文结合某校园安防系统的建设,提出了一种基于嵌入式系统的全数字化综合安防系统的设计及实现方法。该系统在功能上可分为视频监控、语音对讲、应急报警、车辆出入控制、人员进出管理、设备控制、环境监测等;从组成结构上,该系统分为前端服务器和远端客户端两部分:在前端,完成图像、声音、报警信息、IC卡信息、环境参数等信息的采集、A/D转换、编码压缩及网络传输;在远端客户端,实现了前端各种数据的接收、解码、显示、存储,以及对前端设备的控制等。该系统的前端服务器(嵌入式安防服务器)是采用基于MIPS微内核的嵌入式处理器ADM5120和集音/视频编/解码为一体的VW2010芯片作为硬件平台,嵌入式Linux操作系统为软件平台而进行开发设计的。论文详细介绍了前端安防服务器的硬件构架、硬件电路设计、内存分配以及设备驱动程序的原理和实现方法。该系统采用MPEG-2的压缩标准对前端音视频信号进行编码压缩后,以实时传输协议(RTP/RTCP)进行打包,并在1000兆以太光纤专用网络上传输。

刘江[5]2003年在《加扰与条件接收系统研究与实现》文中进行了进一步梳理条件接收(CA)是数字电视广播业务商业运营的前提。加扰系统对其业务数据进行加扰处理,是条件接收系统的核心技术。论文重点研究了条件接收和加扰算法与系统实现问题。用FPGA设计完成了实现该系统的核心模块-加扰和复用的专用芯片。在此基础上,设计了相应的系统硬件和软件,完成了一个基于PC的、规模适中但功能完备的同密条件接收系统。同密的核心在于其多个条件接收系统(CAS)可以共存,每个CAS分别管理自己的用户群。对于不同的CAS,加扰TS流所用的控制字和算法是一样的,所不同的是控制字传送给用户的机制。论文着重分析了其叁重加密方案的原理和优点,讨论了如何构建系统模型、建立数据结构、实现系统协调工作以及与其他CAS的共存等问题。加扰和复用是条件接收系统的关键,论文就如何提高系统加扰和复用速度作了深入分析并实现了硬件解决方案。在硬件实现的过程中,对传统DA算法进行了深入研究,充分利用FPGA片内剩余RAM块,实现4个256状态的状态机,采用软硬件协作的方法快速提取同步字节,自动区分包类型是188字节长还是204字节长。采用软件标志该修改PCR的包,硬件在输出口根据其计数器的值修正输出TS流的PCR域,以及实现公共接口,便于多种加扰算法的更替。能否实现精确同步关系关系着条件接收系统的性能,论文对同步问题从系统构成、软硬件实现多个角度作了深入分析并提出了解决方案。就如何实现ECM发送与控制字生效的同步;EMM发送与业务密钥生效的同步等作了具体分析,给出了软件上的处理方案。采用同时发送奇、偶控制字,伴以TS包中的奇、偶控制字标志位,使得控制字间的区别非常清晰;间隔发送奇、偶业务密钥,既明确了相邻业务密钥之间的区别,也减少了数据量。并分析了CA带宽和EMM、ECM等表的实现形式关系,提出了公共分配密钥的解决方案,有效满足用户需求。最后,就系统仿真和电路仿真给以了详细阐述。

赵延军[6]2006年在《DVB数据接收卡驱动及控制程序实现》文中认为随着数字电视技术的不断推广,DVB(Digital Video broadcast,欧洲数字广播系列标准与协议)数据广播作为电视业务的增值业务也得到了大面积的推广和普及。DVB数据广播是通过一个或几个DVB视频流,将封装在IP包中的各种数据如股票信息、热门网站内容、加密电视节目等下发到用户计算机上,为用户提供信息服务。DVB数据广播系统是一种典型的PUSH应用,前端服务器将大量的信息广播到用户接收机,用户端只需被动接收,不用返回任何信息,由于是广播的工作方式,所以,与同是广播方式的有线和卫星电视网络系统相得益彰,所有有线及卫星电视用户都是DVB数据广播系统的潜在用户,而DVB数据接收卡正是每个DVB数据广播系统用户的必需设备,因此,DVB数据接收卡具有庞大的市场。DVB数据接收卡是DVB数据广播系统的终端设备,主要作用是从DVB-C(DVB同轴线缆传输系统)或DVB-S(DVB卫星传输系统)系统中接收DVB数字电视传输流(TS流),并从TS流中过滤出要接收的节目流,再将该节目流解复用恢复成IP数据包,最后将IP数据包提交给网络层。由于DVB数据接收卡面对的是广大的终端用户市场,因此,必须满足终端用户市场的几个要素,即:价格、可靠性、易用性以及开放性。本论文主要围绕DVB数据接收卡的驱动程序和控制程序的实现,并重点针对DVB数据接收卡的成本、可靠性、易用性、开放性进行研究。主要内容如下:1、综合各方面因素考虑,合理划分软硬件的分工。2、完成DVB数据接收卡驱动程序设计。3、完成DVB数据接收卡的控制程序设计。4、在完成DVB数据接收卡驱动程序和控制程序基本功能的基础上,着重考虑降低产品的成本。通过一年多的开发完成了卡的全部开发,产品在价格、可靠性、易用性以及开放性等方面与同类产品比有明显优势,并通过了中国教育台的入网检测,现已有大量的数据卡用于中国教育台的远程教育卫星数据广播。

信科[7]2012年在《基于ARM的嵌入式监控终端的设计与实现》文中进行了进一步梳理在微电子技术、计算机技术、多媒体技术和网络技术的巨大推动和整个社会信息化程度提升的特殊背景下,视频监控获得了极大地关注和迅猛的发展。视频监控的应用范围不再局限在一般的公共场所安全防范,企业生产经营监控、道路交通智能化管理、家庭安全监控等新的领域也受到了广泛的应用。无线通信技术特别是第叁代移动通信技术的发展更是为视频监控提供了更加灵活方便的组网方式。同时在现代数字信号处理技术和人工智能技术的巨大推动下,目前的监控系统已经发展到了智能化的阶段。本文正是基于这种应用背景,设计了一款基于ARM的嵌入式监控终端。本文所设计的监控终端主要有以下部分组成:视频采集模块,视频处理模块,中心控制模块,无线传输模块组成。系统整体设计方案采用ARM与专用视频处理芯片相结合,ARM完成网络管理和进程管理等任务,而视频芯片完成原始数据的H.264压缩。监控终端通过3G网络与后台控制中心完成数据交互,基本适应了现代社会对视频监控的基本要求。本论文主要完成的工作和创新点如下:1.通过对系统功能的分析,介绍了嵌入式视频监控终端整体方案的选择,在系统硬件架构选择上采用ARM与视频处理芯片相结合的方式,改变了传统的单芯片处理数据的模式,大大提高了系统的性能。在编码方式上,采用了压缩比率更高的H.264压缩方案,传输的图像相比较以前的MPEG方案质量更加的好,并且数据量很小,在以流量计费的3G时代,更加凸显了本终端的优势。在组网方式上,采用3G方式进行组网,相比较以前的监控终端,在组网方式上更加的灵活方便,更加容易扩展和升级。2.针对本文选择的芯片,完成了采集模块,视频处理模块,中央控制模块和无线传输模块以及PCI通信接口的电路设计,给出了本文所设计的监控终端的原理图和实物图。并且根据以往经验和本终端设计遇到的实际问题,对PCB设计中可能遇到的技术难点进行了总结和归纳。3.构建了基于SL3512的软件开发平台,对主要的步骤和流程进行了全面的阐述,在引导程序boot loader的选择上,创新性的采用了依赖于SL3512设计的SLboot,并且对它的启动和运行过程进行了细致的说明。4.对嵌入式终端驱动程序的开发流程和基本原理进行了全面的阐述,在一定程度上弥补了以前嵌入式终端设计的不足,针对本终端完成了ARM处理器与视频视频处理模块通信的PCI驱动程序的开发和加载。5.完成了基于FH8735软件工具开发包SDK实时视频点播和动态监测等定制化模块的开发,在一定程度上弥补了国内视频监控终端对动态监测和遮挡报警等重要功能的空白,基本满足了当代社会对嵌入式系统智能化的要求。对无线传输模块的数据链路层,网络层所需要的协议和基本原理进行了深入的研究,并且给出了具体的实现方案,对于嵌入式系统的开发具有一定的指导意义。6.最后对本文监控终端所涉及的主要应用领域和未来的研究方向进行总结和展望,对进一步需要补充和完善的地方进行了说明。

李伟[8]2002年在《客户端Cable Modem的设计与实现》文中认为本文首先回顾了传统有线电视网向现代HFC网络的演进过程,并简要介绍了国际上关于在HFC网络上实现综合业务传输的相关标准,然后就现今最流行的基于MCNSDOCSIS协议的Cable Modem的整体组成和基本原理作了总体介绍,并按此标准提出了Cable Modem的具体实现方案。论文详细介绍了实现过程中的具体工作,主要包括芯片的选型、硬件电路的原理设计和布线以及软硬件编程等。文中还给出了系统的测试结果,并对结果进行了分析。论文的最后就有线电视网在宽带接入竞争方面提出了一些业务扩展的策略并对这些策略的实施提出了较为详细的实现方案。

李慧德, 徐重阳, 刘卫忠, 张丙才[9]2002年在《基于CATV网广播数据接收卡的设计》文中提出提出了一种基于CATV网的广播数据接收卡的实现方案,并简要地介绍了系统的工作原理,具体给出了各部分硬件的实现过程。该卡的设计基于PCI总线,采用了一种新型的PCI接口芯片,从而大大简化了硬件电路结构,提高了系统的集成度。

颜伟成[10]2005年在《AVS解码芯片外围接口设计》文中进行了进一步梳理数字音视频编解码标准是数字音视频产业的共性基础标准,具有巨大的产业需求。新世纪以来,随着编解码技术本身的进步和芯片集成度、计算速度实现条件的发展,数字音视频编解码技术标准面临更新换代的历史性机遇。我国牵头制定的数字音视频编解码技术标准AVS(Audio Video coding Standard)代表了当前的国际先进水平。AVS 高清晰解码芯片的实现,是AVS 产业化的重要里程碑,对我国数字电视以及数字音视频产业的发展具有基础意义。本文的研究目标是解决视频解码芯片核的系统接口以及验证问题,包括码流输入接口,帧存取接口,以及音视频输出接口等,分别对应于PCI 局部总线接口,DDR SDRAM 接口,I2C, I2S,CCIR/SMPTE 等接口。由于我们的FPGA 开发环境的要求,PCI 总线接口采用了PLX 公司的PCI90XX 系列的接口,因此PCI 总线接口一侧转换为PLX 局部总线接口的设计。I2C 接口是用来对AD 公司的TV Encoder 芯片AD7311 进行编程的,因此本文还讨论了I2C 控制器的设计。测试和物理设计阶段是整个IC 设计流程中不可缺少的部分,本文就芯片的可测试性问题和后端设计流程也进行了研究。文中所提到的设计在Xilinx 公司的VirtexII Pro 型号FPGA 上得到功能验证,并应用在AVS101 芯片中,流片后经测试功能正常且满足要求。

参考文献:

[1]. 用于MPEG-2前端系统的PCI接口设计及实现[D]. 唐田野. 电子科技大学. 2001

[2]. 有线数字电视PCI接收卡的WDM内核视频流微驱动程序开发[D]. 刘滔. 电子科技大学. 2004

[3]. 高速多媒体卫星数据接收卡[D]. 邓卫东. 电子科技大学. 2004

[4]. 数字化综合安防系统的设计及应用研究[D]. 卢建斌. 四川大学. 2006

[5]. 加扰与条件接收系统研究与实现[D]. 刘江. 清华大学. 2003

[6]. DVB数据接收卡驱动及控制程序实现[D]. 赵延军. 电子科技大学. 2006

[7]. 基于ARM的嵌入式监控终端的设计与实现[D]. 信科. 山东师范大学. 2012

[8]. 客户端Cable Modem的设计与实现[D]. 李伟. 西安电子科技大学. 2002

[9]. 基于CATV网广播数据接收卡的设计[J]. 李慧德, 徐重阳, 刘卫忠, 张丙才. 电视技术. 2002

[10]. AVS解码芯片外围接口设计[D]. 颜伟成. 华中科技大学. 2005

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