双DSP的多路视频监控系统设计

3．5 存储空间扩展

DM642采用存储映射的方式来组织存储空间，其中二级缓存映射在0x00000000～0x0003FFFF(共256 KB)，外部存储器空间映射在0x80000 000以后的地址空间中。外部存储空间又分为4个可独立寻址的空间，自地址0x80000000其各占256 MB，每个存储空间对应一个CE空间控制寄存器，通过寄存器设置每一个空间的存储器类型。

DM642通过EMIF(External Memory Interface)存储器接口访问片外存储器，它集成了数组总线、地址总线、异步控制总线及SDRAM、SBS-RAM控制总线，支持SDRAM、SBSRAM、Flash等存储器无缝接口设计。将空间配置成64位宽度，只用于SDRAM内存的映射；空间配置成8位数据宽度，用于Flash存储空间扩展；、本设计中未使用，留作将来扩展使用。

3．5．1 SDRAM接口

DM642的EMIF接口拥有SDRAM控制器接口，可以实现与SDRAM芯片的无缝连接。将子空间配置为64位的SDRAM接口，将两片4M×32位的SDRAM拓展成4M×64位，在子空间的具体地址定位为0x80000000～0x81FFFFFF。SDRAM采用Hynix公司的HY57V283220芯片。它具有4个物理Bank，每个Bank的空间为1M×32位，刷新周期为64 ms，可以连续或者交错突发读写1、2、4、8或整页数据。SDRAM的工作时钟由DSP的ECLK-OUT1提供，可由AEA19和AEA20引脚配置为EMIF的CPU时钟的1/4或1/6。SDRAM主要用来存储大量的图像数据。每片DSP需要2片SDRAM，2片DSP就需要4片SDRAM。SDRAM扩展原理图略一编者注。

3．5．2 Flash接口

DM642的外部存储器接口还提供了异步接口，用于与多种存储器和可编程外部设备接口，如SDRAM、E2PROM和Flash存储器，同时也包括FPGA、CPLD等。系统为每个DSP都配置了一片4M×8位的Flash，用于固化程序和初始化数据。系统上电或者复位后，从Flash的0x00000000处开始加载程序和数据到SDRAM空间。DSP将EMIF的空间配置为8位异步静态存储器Flash接口。Flash选用90 ns的AM29LV320DT，拥有22根地址线。由于DM642的外部地址总线只有A[22：3]，所以子空间的最大寻址范围为1M×8位。CE1子空间除了分配给Flash空间外，还分配给状态/控制寄存器等资源使用，Flash只占据CE1子空间的一半寻址空间，最大可寻址范围为512K×8位，而Flash的设计容量为4M×8位。为了访问整个Flash空间，需将Flash进行分页，每页为512 KB，共分8页，页地址PA20、PA19、PA18及Flash片选信号都是来自CPLD。Flash接口电路略——编者注。

4 PCB电路设计

DM642的内核时钟达到720 MHz，SDRAM总线速度达到133 MHz，系统属于高速信号电路。为了保证系统正常工作，需要考虑传输线效应、信号完整性、电源完整性及电磁兼容性等问题，利用高速电路布线知识设计阻抗匹配及层叠结构，并保证良好的供电系统。

首先，一个良好的叠层设计是保证系统的信号完整性及电源完整性的关键，同时良好的叠层结构设计也有助于电路的布通。本系统中采用8层电路结构，这8层板分层结构为信号层1一地层一信号层2一电源层一地层一信号层3一地层一信号层4，其中信号层1和信号层4分别为Top层和Bottom层。这样的叠层设计使得电源层和地层紧邻，可以保证系统电源的完整性设计；同时，处于信号层之间的地层将4个信号层有效地隔离开，使得信号层之间信号线间的串扰达到最小，以保证信号的回流路径，从而保证系统的信号完整性。

其次，对于系统中的高速总线信号必须进行阻抗匹配，从而减少信号反射及信号的过冲。常见的匹配网络有串行端接及AC并行端接，考虑到PCB布线空间的影响，总线信号一般采用电阻串行端接的方式，而模拟视频信号线则采用AC并行端接的方式。在系统设计阶段，可以基于IBIS模型利用HyperLynx仿真软件进行布线前仿真，确定阻抗匹配网路及布线宽度。总线系统采用33 Ω的串行端接，而模拟视频信号线采用75 Ω的AC并行端接网络。

最后，对系统的电源平面和地进行分割，并有效地旁路地和电源上的反弹噪声，在合适的地方增加去耦电容。去耦电容的分布应该尽量靠近去耦芯片，同时尽量在每个电源引脚上均匀分布一个电容。

由于系统是高速信号处理系统，因此在布线前可以利用HyperLynx进行布线前仿真，特别是对系统中的存储模块及网络差分模块进行仿真，确定阻抗匹配网路及布线宽度。在布线完成之后还可以进行布线后仿真，确保系统的信号完整性及减小系统的电磁辐射干扰。

结语

本系统利用TI公司的专用视频处理芯片TMS320DM642完成双DSP多路视频监控系统设计。与传统的多路视频监控系统相比，采用双DSP的多路视频监控系统设计简单，开发成本低，可广泛应用于煤炭、钢铁等工业现场监控的领域。