嵌入式機載視頻輸出接口設計

摘要：針對視頻接口接收視頻格式單一的問題，設計了一種多格式視頻輸入接口的視頻編碼模塊。由于采用CH7024視頻編碼芯片，所以在接口即可接收RGB565和RGB666格式的視頻信號。在Linux環境下，對芯片寄存器和視頻格式進行配置，編譯芯片驅動程序，通過超級終端下栽到芯片中，通過CH7024編碼芯片將不同格式的輸入信號統一轉換成CVBS視頻的信號輸出，這樣可減少電路的硬件設計，并通過對軟件的修改來接收不同視頻格式的信號。實驗結果表明，設計的模塊能夠適應多種視頻格式的信號，且編碼后的CVBS視頻信號輸出距離遠，抗干擾性強。
關鍵詞：嵌入式Linux；視頻編碼；視頻輸出；驅動程序

0 引言
在無人機視頻采集系統中，對于視頻信號的要求比較高，采集到的模擬視頻信號在ARM9處理器中經過A／D轉換，視頻壓縮編碼后通過無線傳輸到地面基站，通過視頻編碼芯片將數字信號轉換為模擬信號，輸出到顯示設備上。由于目前數字視頻具有多種格式，然而，普通的視頻編碼模塊的輸入接口比較單一，不能很好地兼容多格式的視頻輸入信號，故輸出的模擬信號抗干擾性和傳輸距離都不是太好。
針對上述問題，本文提出了一種基于Freescale的MX27處理器，以Linux 2．6．19為內核操作系統的多格式視頻輸入編碼模塊設計方案。硬件方面，以CH7024為主芯片進行電路板設計；軟件方面，在Linux環境下，根據芯片的特點，編寫相應的驅動程序和寄存器配置。通過加載驅動程序，將不同格式的數字視頻信號轉換為CVBS復合視頻信號，相比其他的模擬視頻輸出信號，CVBS復合視頻信號將亮度、色度、同步和色彩脈沖信息整合到一根電纜內，具有傳輸距離遠，抗干擾能力強等優點。

1 設計方案
1. 1 系統硬件結構
硬件連接如圖1所示，將MX27中LCD控制器輸出的標準數字視頻信號(包括像素數據LD[17：0]、像素時鐘LSCLK，行同步信號LP／HSYNC、場同步信號pLM／VSYNC，數據使能信號ACD／OE)接入CH7024的數字輸入接口。此外，將MX27中I2C控制器的SPC，SPD線直接與CH7024相應的信號線連接。

1．2 視頻輸出接口設計
由于以前的芯片輸入數據只有16位，接口兼容性不好，而選擇的CH7024有24位視頻數據信號線，可接收不同的數據格式，包括RGB和YC-rCb(如RGB565，RGB666，RGB888，像ITU656的YCrCb)，可接收24b／18b／15b／12b／8b等多路復用數字輸入。為了能在系統運行出現故障時方便地進行復位，設計中添加了人工復位電路，這也是以前芯片所沒有的。應用CH7024芯片設計的編碼器，具有很好的兼容性和通用性，所以選擇用CH7024主芯片進行設計。
CH7024視頻編碼芯片的輸入接口最多能接收到的視頻信號位數為24位，輸入格式為RGB888。這樣RGB每個通道用8 b來表示，但是對于RGB 666和RGB565等格式的視頻信號就涉及到每個通道用幾位來表示某個顏色的問題。對于RGB666來說，每個通道用6b來表示；對于RGB565來說，R和B每通道用5 b表示，G通道用6 b表示。對于RGB666和RGB565格式的視頻信號，在設計中芯片上的24位數據線分配情況如圖2所示。通過對相關寄存器的配置，實現對不同格式視頻信號的接收，使其具有較好的兼容性。該方案是以MX27處理器為平臺進行設計的，MX27輸出的視頻信號為18位數據，這樣MX27處理器發出的RGB666和RGB565格式的視頻，都能通過該方案設計的編碼器進行編碼。