基于TMS320DM643嵌入式系统的数字电视信号传输采集系统

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                    ???? 本系统实现了在以TI公司的TMS320DM643为核心的嵌入式系统中，对数字电视传输流(TS)信号进行采集并在以太网中传输。利用本系统可轻松地实现在局域网中对数字电视传输流信号的传输、调度。数字电视传输流信号源是针对欧洲数字有线广播系统标准(DVB-C)的数字有线电视信号。网络接入硬件在以TMS320DM643为核心的嵌入式系统中实现，网络接入软件采用了TI公司针对C6000系列DSP推出的TCP/IP NDK(Network Developer’s Kit)网络开发包来实现。
　　系统电路设计
　　电路主要由5部分组成。数字电视传输流网络采集系统框图如图1所示。




图2 TMS320DM643的网络接口原理框图
　　网络接口控制模块
　　本系统用BroADCom公司的BCM5221作为10/100Base-TX以太网收发器，BCM5221的MII接口与TMS320DM643的MII接口对接。具体接口如图3所示。RJ45连接器选用AMP公司的40*9-1，其上带两个LED指示灯，右边的LED为绿色，用作指示连接状态。左边的为$，正常情况下用来指示数据传输。




图4 软件系统图
　　具体流程：系统配置主要在初始化函数中完成，此初始化函数将在.cinit初始化后，并在DSP/BIOS初始化和main函数之前调用。系统配置需要开启INT8中断，也就是EDMA传输中断，并设置GPIO7引脚为高电平，从而使PLD模块始终处于初始状态。TCP/IP协议配置在任务线程中完成，主要实现服务器IP地址和网关的配置。当其完成后，系统就会触发一个软件中断，在软件中断程序中，服务器会产生一个用于侦听的端口，并开始侦听网络上的请求。此时，服务器已经处于待命状态，等待客户机的传输请求。
　　当客户机的传输请求到来时，系统首先会使GPIO7引脚变为低电平，PLD模块开始发送数据。当其接收到一个完整的传输流数据包后，就会发一个中断给DSP，DSP启动EDMA，用ping-pong的方式接收数据进入特定的存储器，当接收完一个完整的传输流数据包后，会产生硬件EDMA中断，中断程序主要是设置特定的标志位为1，然后退出硬件中断，重新回到软件中断程序。当软件中断程序检测到特定的标志位为1时，就会开始传输在存储器中的传输流数据包给客户机。当一个数据包传输完毕后，特定的标志会被置0，系统等待下一个数据包的到来。
　　当客户机要求停止传输的请求到来时，系统会重新使GPIO引脚变为高电平，PLD模块回到初试状态。此时，系统也会处于待命状态，继续侦听网络。
　　系统初始化
　　初始化配置主要包括EMIF总线配置、中断配置和底层网络配置3个部分。初始化工作首先在DSP/BIOS的全局参数配置窗口进行设置，然后调用初始化函数进行配置。
　　在DSP/BIOS的全局配置窗口主要设置了DSP的工作时钟频率为600MHz，选择使用的片级支持库CSL为D
　　M643的库，选用小端访问模式，片内256kB的SRAM全部用于Cache，并调用初始化函数dm643_init()。
　　TCP/IP协议配置
　　初始化程序dm643_init()完成后，系统将进入各个线程。首先，系统会触发任务线程TSK0，在TSK0任务线程中执行函数StackTest()，其首先调用NC-SystemOpen()函数，完成协议栈及其所需内存的初始化，然后新建一个系统配置句柄hCfg = CfgNew();，并实现服务器IP地址和网关的配置。在本系统中，IP地址配置为"192.168.0.2";子网掩码为"255.255.255.0";网关地址为"192.168.0.1"。配置好之后，系统会触发一个软件中断，并做好侦听网络的准备。
　　网络侦听
　　前面在任务线程中已经配置了IP地址和网关，下面就要在软件中断中设置端口并进行侦听。首先，在开始使用报路之前，必须分配一个文件环境fdOpenSession( TaskSelf() )给这个报路。接着就可以创建一个报路对象stcp = socket(AF_INET, SOCK_STREAM, IPPROTO_TCP)，并设置端口sin1.sin_port = htons(1000)，在这里设置端口号为1000，当然也可以设置其他的端口号。然后把端口号与报路对象绑定bind( stcp, (PSA) &sin1, sizeof(sin1)。最后进入侦听状态listen( stcp, 1)。
　　数据的接收
　　当客户端要求传输数据的信号到来后，系统会使GPIO7引脚变为低电平，PLD模块开始发送数据。DSP通过EDMA方式来接收数据。EDMA可以在没有CPU参与的情况下，由EDMA控制器完成DSP存储空间内的数据搬移。系统主要采用EDMA的ping-pong方式来连续接收数据。用ping-pong方式的目的是为了使接收操作和发送操作分开进行，增强程序的操作性和可读性。
　　限于篇幅，网络发送部分不再赘述。
　　结语
　　本系统的硬件和软件功能已经实现，网络传输的速度为2MBps。按照此速度，假设传输流中的空包百分比为40%，可以传输5MBps的传输流数据，至少可以传输2"3路的TS流节目。因此，可以证明本系统的设计方法合理、有效。