基于飛利浦的嵌入式多媒體硬件平臺以飛利浦PNX1500為核心，完成視音頻編碼解碼工作。由EEPROM存儲系統(tǒng)最基本的啟動配置程序，如配置內(nèi)存和DSP工作頻率，配置應(yīng)用程序起始地址。我們選用三星NandFlash存儲系統(tǒng)應(yīng)用程序，如音視頻編解碼程序；由三星K4D551638F-TC構(gòu)成系統(tǒng)的內(nèi)存。由LG Philip的5.6英寸數(shù)字液晶顯示屏構(gòu)成系統(tǒng)的視頻輸出部分，該液晶屏能與1500輸出的數(shù)字信號直接匹配，無需數(shù)模轉(zhuǎn)換。視頻輸入部分由模擬攝像頭與模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片SA7113組成。如圖1所示。

　　2 系統(tǒng)各模塊介紹

　　2.1 飛利浦PNX1500內(nèi)部結(jié)構(gòu)

　　飛利浦PNX1500是一款32為超長指令集的音視頻和圖像處理器，其內(nèi)含為TM3260處理器，并行五個指令執(zhí)行槽。能夠運行音視頻處理軟件和通用控制PNX1500里的幾個圖像和視頻協(xié)處理器

能夠進行圖像縮放和合成，大大提高了視頻處理的性能。除此之外，PNX1500內(nèi)部還集成有音頻輸入輸出模塊、網(wǎng)絡(luò)模塊、系統(tǒng)啟動模塊、硬件計時器、通用輸入輸出口等等。內(nèi)部高速總線將多個模塊連接在一起，如圖2所示。

　　2.2 內(nèi)存模塊

　　我們選用了兩片三星公司的K4D551638F-TC作為內(nèi)存，共64MB，支持200Mhz工作頻率。由于DDR內(nèi)存技術(shù)較為成熟，就不再過多的介紹。值得注意的是，內(nèi)存部分的時鐘信號采用差分信號的方式，在發(fā)送端匹配接地電阻，在接收端匹配串連電阻，防止信號反射。

　　2.3 啟動EEPROM模塊

　　PNX1500上電后根據(jù)指定的8個引腳的電平高低來判斷采取怎樣的啟動模式，從而從不同的存儲體讀取可執(zhí)行的程序。啟動模式分為EEPROM啟動模式、Flash啟動模式和輔助主機模式(例如PNX1500作為PC上顯卡芯片時)。這里選擇EEPROM啟動模式，用上下拉電阻來配置8個引腳。由于啟動程序二進制代碼較短，選擇容量為16KB的Atmel 24C128，通過IIC總線和PNX1500通信。啟動程序中最最要的信息就是對PNX1500工作狀態(tài)的配置和接下來應(yīng)該的程序入口。EEPROM中配制DSP工作模式的程序如下所示。

　　以上程序編譯為二進制代碼后寫入EEPROM。

　　由于IIC總線結(jié)構(gòu)簡單，硬件圖省去。

　　2.4 Flash模塊

　　由于EEPROM容量有限，并不能裝載下視頻編解碼等應(yīng)用程序，所以需要例如Flash這樣容量合適的存儲媒體。選取的是由三星公司生產(chǎn)的NandFlashK9F2808U0C，16M×8bit。PNX1500提供了與Flash很好的兼容，引腳的接口如圖3所示。

　　通過閱讀K9F2808U0C的手冊，根據(jù)其工作時序，為上層軟件編寫了Flash的驅(qū)動程序，如下。

　　2.5 視頻輸入模塊

　　本系統(tǒng)采用Philips SAA7113作為視頻解碼器，SAA7113接收標(biāo)準(zhǔn)的CVBS PAL／NTSC制式的視頻信號，也可以接收S-Video視頻輸入信號。SAA7113內(nèi)建了很多視頻處理單元，通過其IIC接口可以方便的控制其色度、亮度等等。SAA7113可以選擇輸出CCIR656規(guī)定的數(shù)字視頻信號，提供與DSP處理器的方便接口。在系統(tǒng)上電后，PNX開始操作IIC總線對SAA7113的寄存器進行配置，讓其輸出所需要的視頻格式，PNX1500內(nèi)部的視頻輸入(Video Input)單元可以工作在幾種不同的模式下，用來從片外的視頻源讀取(這個過程是DMA操作)數(shù)據(jù)到內(nèi)存中。它可以與符合ITU-TCCIR656的設(shè)備直接相連，視頻數(shù)據(jù)輸入后，將被分成Y／U／V分別存放在內(nèi)存中。SAA7113H與PNX1500連接如圖4：

　　本設(shè)計中，對SAA7113的設(shè)置其實就是設(shè)置他們芯片中的IIC寄存器，我們將功能做封裝，實現(xiàn)如下接口函數(shù)。

　　2.5.1 基本IIC操作函數(shù)

　　2.5.2 初始化函數(shù)

　　2.5.3 以下函數(shù)針對SAA7113的某個功能作處理
SAA7113的某個功能作處理 src="/upload/2007_09/070912104378789.jpg">

　　類似的函數(shù)要實現(xiàn)很多，將這些函數(shù)寫成板級支持庫的軟件代碼包，供上層調(diào)用，構(gòu)成BSP。

2.6 視頻輸出模塊

　　PNX1500支持數(shù)字液晶屏數(shù)據(jù)格式。我們采用數(shù)字液晶屏來作為視頻輸出部分，從而省掉了數(shù)模轉(zhuǎn)換的這一環(huán)節(jié)，方便了開發(fā)。選用了LG-Philps的LB064V02-A16.4英寸液晶屏，該顯示屏分辨率為480×640，每個象素用18bit數(shù)據(jù)表示，采用RGB模式，每種色彩6bit。LB064V02-A1的工作信號時序圖的如圖5所示。

　　LB064V02-A1與PNX1500連接圖如圖6所示。

　　其中LB064V02-A1的時序參數(shù)都是由一定的規(guī)格要求。為了能讓PNX1500的輸出圖像能被正常顯示，設(shè)計了以下程序初始化PNX1500的視頻輸出模塊。

　　2.7 音頻輸入輸出

　　我們選擇了具有回聲消除功能的音頻編解碼芯片MSM7731，它與PNX1500的接口是通過PNX1500的音頻輸入輸出模塊連接的。如圖6所示。

　　音頻部分的設(shè)置有幾點需要注意：將PNX1500的音頻輸出單元(AO)作為主控器，由其輸出時鐘和幀同步信號，將MSM7731和PNX1500的音頻輸入單元(AI)作為從設(shè)備，其位同步信號和幀同步信號由外界傳來。AO_CLK和AO_WS通過設(shè)置分頻系數(shù)從PNX1500的PLL處得到。

　　配置音頻編解碼芯片，音頻編解碼芯片的配置接口分為兩種，一種通過管腳外接上拉或下拉的電阻來設(shè)定參數(shù)，由于管腳有限，所以這種方法能配置的參數(shù)均為基本參數(shù)，功能有限。另一種方法是通過單片機MCU來控制，其接口信號為串行的同步信號。我們在系統(tǒng)上添加一款單片機來配置該音頻解碼芯片。

　　2.8 網(wǎng)

　　選用National Semiconductor公司的DP83847作為MAC層上的設(shè)備。由于DP83847與PNX1500之間有很好的硬件兼容，故不再介紹兩者之間的硬件鏈接。值得注意的是，DP83847的狀態(tài)指示LED引腳和DP83847物理地址引腳是共用的，所以一定要用上拉或下拉電阻配置。主要的驅(qū)動函數(shù)如下。

　　2.9 電源系統(tǒng)

　　PNX1500的電源系統(tǒng)相對復(fù)雜，其核心電壓為1.2V，內(nèi)存操作模塊工作電壓為2.5V，其余模塊都工作在3.3V。作為一個嵌入式平臺，希望外接電源的電壓總數(shù)越少越好，所以我們平臺上運用了DC-DC器件，將單一的外界電源5V轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)所需要的多種電壓。值得注意的是，由于平臺上芯片和器件比較多，需要將每件器件的工作電流峰值之和作為DC-DC器件的電流參數(shù)。我們選用ST公司的LD1580芯片，這款芯片的特點是能提供最大7A的電流，輸出電壓范圍大，由外接匹配電阻決定輸出電壓。一共三個LD1580芯片組成本系統(tǒng)，首先外接直流電源5V被LD1580轉(zhuǎn)換為3.3V，然后3.3V由兩個LD1580分別轉(zhuǎn)換為1.2V和2.5V。電源部分電路圖和輸出電壓計算公司如圖7，其中VREF為2.5V。

　　此外，由于系統(tǒng)各芯片具有大量的I／O口，在這些I／O口進行高低電平轉(zhuǎn)換時，會瞬間產(chǎn)生大的電流變化量，由于電路板并不是一個理想導(dǎo)體，存在電感效應(yīng)，在電流變化過快時會產(chǎn)生電壓差，導(dǎo)致誤動作，所以需要在電源的電和地之間加上低阻抗通道消除電感效應(yīng)帶來的電壓差。我們在電源的電和地之間并聯(lián)220微法到100納法的多個旁路電容，消除不同頻率的電壓跳變。同時對板上各個芯片的電腳也加以旁路電容。

　　3 印刷電路設(shè)計

　　由于本系統(tǒng)有模擬和數(shù)字信號混合，器件繁多，電壓復(fù)雜，如何保證系統(tǒng)能夠穩(wěn)定工作成為需要著重考慮的問題。本系統(tǒng)采用10層設(shè)計，每個信號層之間由電層或者地層隔開，模擬地與數(shù)字信號的地信號分開，同時在布局的時候考慮芯片電流回流問題，防止串?dāng)_。

　　本文介紹了基于飛利浦多媒體DSP PNX1500的嵌入式多媒體平臺的硬件設(shè)計和低層驅(qū)動。該平臺能性能穩(wěn)定，工作良好，具有很好的應(yīng)用前景。