广电安防监控系统中视频编解码卡的设计与实现
作者：王立群 大连人民广播电台
0 前言
广播电视系统的正常运行，节目的安全播出，需要高级别的安全防范体系。为保障广播电视机构的安全，GA部特别颁发了《广播电视设施保护条例》、《广播电影电视系统重点场所要害部位的风险等级和安全防保级别》等文件，根据其设定的风险防范级别同时结合各单位的实际情况，制定自己的广播电视监控系统。广电中心大楼是广播电视的制作、编辑、播出的基地，工作区一般定为二级风险单位，需在大楼工作区建立视频监控系统。同时各台为实现总控对各直播间、导播间、机房的实时监控，也都建立自己的视频监控系统。本文主要介绍一种视频监控系统中的核心部件一视频编解码卡的设计与实现。
MPEG-4是现在最重要、最有影响的多媒体数据压缩编码的国际标准之一。目前新兴的基于嵌入式技术的MPEG-4多媒体监控系统与传统的多媒体监控系统相比具有体积小、现场无需专人值守、成本低、稳定性高、实时性好、更适宜存储和网络传输等优点。因此我们基于MPEG-4标准设计和实现视频编解码卡。实现MPEG-4图像算法的ASIC专用芯片具有成本较低、功耗小、稳定性高、图像清晰、扩展性能好、安全性高的特点。我们采用的是VW2010。
1 MPEG-4编码卡的设计和实现
编码卡的结构如图1所示，主要包括音视频A／D、压缩芯片VW2010及其所需SDRAM，以及电源时钟等模块。
由于VW2010的音视频的输入和输出都是数字格式，其中视频的输入输出为ITU-RBT．656格式，音频的输入输出为I2S格式。因此需要对音视频模拟输入信号进行模数转换并形成I2S格式音频数据、ITU-R BT．656格式视频数据，作为VW2010的输入数据对其进行编码。故还需要选一些外围芯片和VW2010配合，完成整个编码过程。
编码卡的系统框图如图1所示，PCB图如图2所示。VW2010作为该系统的核心，通过PCI总线和主机连接，主要接收从主机送来的对VW2010的初始配置数据和实时控制信息，同时VW2010压缩后的MPEG-4视频流、音频流也通过PCI总线送到主机。VW2010通过I2C总线控制各个音视频A／D，对其内部寄存器进行初始化配置。
模拟音频和视频信号经音视频A／D采样编码后，音频信号成为I2S格式的数据进入VW2010，视频信号成为8位并行的ITU-R BT．656格式的数据进入VW2010，VW2010根据编程设定从主机传来的编码格式和工作方式对音视频进行同步并压缩后得到MPEG-4数据送到主机。除了MPEG-4编码芯片VW2010外，在设计中还必须选定视频A／D芯片、音频A／D芯片、内存SDRAM芯片、电源芯片、电阻电容等分离元件等。
视频A／D芯片：选用Philips的SAA7115，该芯片有6路模拟视频信号输入(如6路复合视频或者2路S端子和2个复合视频，1个S端子4个复合视频输入)，两个9位的模数转换器，输入视频信号的选择可通过I2C,总线对内部寄存器进行设置来实现。可对各种PAL信号和NTSC、SECAM信号进行自
