基于MPC8250的数字硬盘录像机设计

文章摘要： CPU主控板主要包括MPC8250及其外围电路，包括SDRAM、BOOT ROM、Flash、网络 处理接口电路和硬盘接口电路等，其基本原理图如图2所示。 编解码板主要包括5片BSP一15及其外围电路，如SDRAM、音视频A/D转换电路、D/A 转换电路以及画面分割电路等，其基本原理图如图3所示。1.2 软件总体设计 DVR的主要功能是实现多路视音频数据的独立压缩编码，将编码的数字图像数据存储在硬盘，存储的图像数据在任何时候可以采用遥控器、面板等命令方式或通过以太网的通信方式，快捷、方便的检索、备份、回放硬盘数据。同时，它还具有动态侦测、定时报警等条件录像功

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      CPU主控板主要包括MPC8250及其外围电路，包括SDRAM、BOOT ROM、Flash、网络 处理接口电路和硬盘接口电路等，其基本原理图如图2所示。

      编解码板主要包括5片BSP一15及其外围电路，如SDRAM、音视频A/D转换电路、D/A 转换电路以及画面分割电路等，其基本原理图如图3所示。
1.2 软件总体设计
      DVR的主要功能是实现多路视音频数据的独立压缩编码，将编码的数字图像数据存储在硬盘，存储的图像数据在任何时候可以采用遥控器、面板等命令方式或通过以太网的通信方式，快捷、方便的检索、备份、回放硬盘数据。同时，它还具有动态侦
测、定时报警等条件录像功能，并且当硬盘使用完时，具有将最老的数据循环覆盖的功能。
      经过系统功能需求和数据流的分析后，将系统分解为系统管理子系统、通信子系统、PCI通信管理子系统、录像数据存储、检索子系统和0SD菜单子系统，每个子系统由一个或多个任务进行管理。
      系统管理子系统主要实现系统的录像启动、停止等控制以及调度算法的实现；系统总体资源的分配与调度；与其他子系统之间的控制与数据交换的同步。
      通信子系统包括的内容比较多，有基于TCP/IP的以太网通信，基于串口的RS232或：RS485通信。该子系统主要包括以下几个模块：RS232的面板通信模块、RS485 的云镜等控制模块、网络客户端通信模块和UDP组播或单播通信模块。
      PCI通信管理子系统主要负责与BSP一15的PCI通信，其内容包括数据的交换和信令的交换与控制。
      录像数据的存储、检索子系统是整个系统的数据中枢，在此详细介绍其基本设计思想。该子系统负责将来自 BSP-15编码图像数据按照系统定义的数据存储算法进行存储，并处理远程PC客户端、本地遥控器或面板操作请求的数据检索、备份、回放命令，将检索到的录像记录文件列表、录像数据文件给其他处理子系统。主要完成以下功能：
    ◆图像数据的IDE存储；
    ◆录像记录文件列表的检索；
    ◆录像数据文件的IDE检索；
    ◆IDE硬盘的管理，包括硬盘的切换、硬盘的启动、硬盘读写操作的控制等。
    该子系统包括以下几个处理模块：写图像数据处理模块、读图像数据处理模块和数据检索处理模块。
(1)写图像数据处理
      将BSP一15送来的图像编码数据按照定义的格式与规范写入硬盘，并且在设计中为了减少频繁读写对硬盘使用寿命的影响，尽量减少频繁的硬盘寻道操作。在图像数据的写处理中，为了录像数据快速定位和快速检索，系统中需要建立必须的数据块索引映射关系。硬盘的切换控制，在没有数据的回放或备份情况下，一般只有一个硬盘处于IDLE工作状态，而其他盘处于STANDBY的待命状态。在STANDBY状态下，硬盘的电机是停转的，而从 STANDBY状态到IDLE状态的切换时间一般需要7～8 s。 为了避免图像编码数据因等待硬盘启动时间过长而造成的数据溢出，当IDE硬盘即将写满时，预先将下一个将要写的盘启动起来，由STANDBY状态切换到IDLE状态，而IDE 硬盘写满后，由IDLE状态切换到STANDBY状态，这样既降低系统运行的功耗，又提高了IDE的使用寿命。
(2)读图像数据处理
      根据0SD的面板操作或远程网络客户端请求，从硬盘中读出图像数据，根据命令的来源将检索的结果数据送给BSP一15编解码子系统以实现本地回放的功能，或将检索的数据送通信子系统发送到网络介质实现远程网络的备份和回放。并进行回放时的数据流量控制(如快放时硬盘需要取数据快些)，避免数据的欠载或溢出。

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