基于TMS320DM642的二維碼識讀器設計

主要應用電路由DM642、視頻輸入電路、視頻輸出等電路組成，具體如下。
1.1 DM642模塊
該系統CPU選用TI公司專為視頻應用開發的高性能DSP芯片TMS320DM642(簡稱DM642)。DM642基于C64x內核，并在其基礎上增加了很多外圍設備和接口，因而在實際工程中的應用更為廣泛和簡便。本系統使用50 MHz晶振作為DSP的外部時鐘輸入，經過內部鎖相環12倍頻后產生600 MHz的工作頻率。DM642采用了2級緩存結構(L1和L2)，大幅度提高了程序的運行性能。片內64位的EMIF(External Memory InterFace)接口可以與SDRAM、Flash等存儲器件無縫連接，極大地方便了大量數據的搬移。更重要的是，作為一款專用視頻處理芯片，DM642包括了3個專用的視頻端口(VP0～VP2)，用于接收、處理視頻和音頻數據，提高了整個系統的性能。本系統主要使用了TMS320DM642的外部存儲器擴展接口EMIF、視頻口VP1、視頻口VP2和通用IO口GPIO。
1.2 視頻輸入接口
DM642具有3個視頻端口，支持多種分辨率和標準，其位寬和輸入輸出方向軟件可控，設計中將VP2的A通道設置為視頻輸入模式，實現對二維碼的圖形輸入。DM642與視頻編解碼芯片之間的數據都通過這幾個專用的端口傳輸，但是對這些芯片的控制則是通過I2C總線實現的。
采用模擬攝像頭進行視頻數據采集，需要使用視頻解碼芯片將采集到的模擬數據進行數字化，然后送給DM642的視頻端口進行處理。本設計選用TI公司生產的TVP5150A，這是一款具有強大可靠的同步檢測器的超低功耗 NTSC/PAL/SECAM 視頻解碼器，它與DM642的連接如圖2所示[3]。

圖2中，TVP5150A的YOUT口與DM642的VP2口直接連接，用于數據的傳輸。點陣時鐘線和DM642上VP2口的VP2_CLK1相連，用于數據傳輸的時鐘信號。DM642通過I2C總線對TVP5150A內部寄存器進行讀寫，達到控制該芯片的目的。
1.3 視頻輸出接口
對于要求進行本地回放的設計，需要將一個視頻口設置為回放模式。本設計需要通過鏡頭的焦距、視野等對所獲取的物體表面圖像質量進行控制，需要監控圖像質量，為此需要設計視頻輸出接口。在設計中使用視頻口VP1進行視頻回放，因此將VP1端口的A通道設置為回放模式。對采集到的數據進行回放時需要先將數字視頻信號重新轉化為模擬信號，才能在監視器上播放。本設計選用由Philips公司生產的SAA7104來完成信號轉換，SAA7104與DM642的電路連接如圖3所示。

圖3中，DM642的VP1端口向SAA7104的MP口輸出BT.656格式的數字視頻信號，經過SAA7104芯片內部數據管理模塊分離出Y信號和Cb、Cr信號；然后再送到片內相應的模/數轉換模塊將數字信號變換為模擬視頻信號；最后由CVBS(復合視頻信號)或者Y、C(S-端子信號)引腳輸出。SAA7104的時鐘信號LLC為27 MHz，由DM642的VP2CLKI提供，而DM642的VP2CLKI則是來自于TVP5150A的SCLK引腳，這就使得視頻的采集和回放達到同步要求。DM642通過I2C接口對SAA7104芯片內部的寄存器進行配置，實現對該芯片的控制。