專(zhuān)利名稱(chēng)：一種嵌入式多路編解碼轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器的制作方法
一種嵌入式多路編解碼轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器所屬技術(shù)領(lǐng)域它屬于網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)的領(lǐng)域。更具體地說(shuō)，它屬于系統(tǒng)向周邊外 圍設(shè)備或組件傳送網(wǎng)絡(luò)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)時(shí)實(shí)現(xiàn)互聯(lián)的一種視頻監(jiān)控，圖像處理，流媒體傳輸?shù)募?術(shù)。現(xiàn)有技術(shù)目前市場(chǎng)上有多路視頻編碼器，例如有杭州士蘭微電子H.264的4路 Dl的編碼器，也有多路視頻解碼器，一般都是把編碼器和解碼器以及轉(zhuǎn)發(fā)器分別做成單獨(dú) 的設(shè)備，而且目前一般的多路視頻解碼器都是由多個(gè)單路視頻解碼器堆疊組成，占用多個(gè) 網(wǎng)絡(luò)資源口。(見(jiàn)

圖1)采用原來(lái)的構(gòu)建，如圖1在前端每個(gè)攝像頭配一個(gè)編碼器，每個(gè)編碼 器占用一個(gè)IP地址，多個(gè)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互連又必須要接交換機(jī)。如果一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)中每4個(gè)攝 像頭和編碼器構(gòu)成一個(gè)監(jiān)控前端，那么在一個(gè)64個(gè)攝像頭和編碼器的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)中必須要 有16臺(tái)交換機(jī)，占用64個(gè)IP地址。市場(chǎng)上也有多路的插卡式音視頻編解碼器，但是是插入PC機(jī)使用的，不能脫離PC 環(huán)境自成一個(gè)設(shè)備。以往單路的可以實(shí)現(xiàn)Dl分辨率的Mpeg2/4的音視頻編解碼器比較多，但是如果要 實(shí)現(xiàn)多路Dl的話(huà)，必須要采用多個(gè)單路的同種音視頻編解碼器。在分布式監(jiān)控系統(tǒng)中，編 解碼器和攝像頭一般都安置于網(wǎng)絡(luò)前端，從各個(gè)網(wǎng)絡(luò)前端到中心一般都是通過(guò)光纖連接， 采用以往的編解碼器的話(huà)，在前端必須要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，然后再通過(guò)交換機(jī)連接光纖收 發(fā)器，將光纖連接到中央控制服務(wù)器。另外由于原有設(shè)備以及基于嵌入式系統(tǒng)的四路DlMpeg2/4編解碼轉(zhuǎn)發(fā)器都是IP 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，采用原有設(shè)備的話(huà)，那么必須要為每個(gè)設(shè)備分配一個(gè)IP地址，前端接入4個(gè)攝像 頭，和4個(gè)編碼器，必須要分配4個(gè)IP地址，在一個(gè)前端攝像頭很多的監(jiān)控系統(tǒng)里面，則會(huì) 出現(xiàn)占用IP地址過(guò)多，系統(tǒng)維護(hù)復(fù)雜等問(wèn)題。發(fā)明的目的本發(fā)明的目的是采用基于嵌入式系統(tǒng)的四路DlMpeg2/4編解碼轉(zhuǎn) 發(fā)服務(wù)器之后，前端就不需要部署交換機(jī)，編解碼轉(zhuǎn)發(fā)器直接接光纖收發(fā)器就可以了。前端 可以減少設(shè)備的數(shù)量，以往的交換機(jī)、以及多臺(tái)編解碼設(shè)備都可以省略掉，前端只要一個(gè)基 于嵌入式系統(tǒng)的四路DlMpeg2/4編解碼轉(zhuǎn)發(fā)器以及一個(gè)光纖收發(fā)器就可以了。意味著節(jié)省 了前端的設(shè)備電能消耗。那么也就意味著可以減少以往工程施工中前端所需要的大電量的 UPS電源，達(dá)到節(jié)能和節(jié)省成本的目的。本發(fā)明的另一個(gè)目的是減少所需的IP網(wǎng)絡(luò)資源，一個(gè)前端就一個(gè)IP設(shè)備，管理極 為方便。發(fā)明的公開(kāi)一種嵌入式多路編解碼轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，它是一個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)中的中間 主體部分，通?？梢院颓岸嗽O(shè)備以及后端設(shè)備構(gòu)成一個(gè)監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。前端包括了攝像頭、云臺(tái)、監(jiān)視器等模擬音視頻接口設(shè)備。后端包括中央控制服務(wù) 器、交換機(jī)、光纖收發(fā)器等其他網(wǎng)絡(luò)接口設(shè)備。主體部分就是本發(fā)明(嵌入式多路編解碼轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器)，它采用ARM主板以及外圍 設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))擴(kuò)展編解碼卡構(gòu)成。本發(fā)明構(gòu)成的主體部分只提供網(wǎng)絡(luò)接口，在用戶(hù)有以太網(wǎng)接口的情況下，可以實(shí)現(xiàn)直接接入，如果在用戶(hù)端沒(méi)有現(xiàn)有的以太網(wǎng)接口，必須要通過(guò)光纖轉(zhuǎn)接的，則可以通過(guò)加 入光纖收發(fā)器實(shí)現(xiàn)和本發(fā)明的互聯(lián)。使用本發(fā)明時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際的前端攝像頭的數(shù)量進(jìn)行配置，實(shí)現(xiàn)單組或者多組 組合使用，在單組使用情況下，前端攝像頭的數(shù)量不能大于4個(gè)，在這種情況下，前端不需 要接交換機(jī)，在前端設(shè)備頭數(shù)量比較多的情況下，需要多組使用本發(fā)明，也可以根據(jù)每個(gè)主 體可以接入4個(gè)攝像頭的配置合理規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)，從而節(jié)省交換機(jī)的使用數(shù)量。本發(fā)明是一種嵌入式系統(tǒng)編解碼轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，它是一個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它的設(shè)計(jì)采 用系統(tǒng)主板以及擴(kuò)展編解碼卡的方式，所述的系統(tǒng)采用基于ARM處理器的嵌入式系統(tǒng)，利 用ARM處理器的外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))擴(kuò)展4路5V 66Mhz外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI 總線(xiàn))接口，主板帶有4個(gè)外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))插卡式接口。主板包含有(1) 一個(gè)執(zhí)行對(duì)數(shù)字視頻、音頻進(jìn)行編碼、解碼、轉(zhuǎn)發(fā)等功能的獨(dú)立可運(yùn)行的ARM 處理器，(2)存放有處理器執(zhí)行程序、參數(shù)、和代碼的Flash，(3)存放可變參數(shù)和高速運(yùn)行程序的動(dòng)態(tài)自動(dòng)刷新的RAM (SDRAM)，(4)與外圍設(shè)備相連的多個(gè)串行接口(芯片)，(5)以太網(wǎng)物理層芯片，(6)外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))接口。擴(kuò)展編解碼卡是實(shí)現(xiàn)模擬音視頻信號(hào)的接入和輸出。擴(kuò)展編解碼卡包含有(1) 一個(gè)用于和主板相連的外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))接口，(2) 一個(gè)專(zhuān)用的Mpeg2/4編解碼ASIC芯片，(3) 一個(gè)用于進(jìn)行編碼數(shù)據(jù)緩存的動(dòng)態(tài)自動(dòng)刷新的RAM(SDRAM)芯片，(4) 一個(gè)用于進(jìn)行解碼數(shù)據(jù)緩存的動(dòng)態(tài)自動(dòng)刷新的RAM(SDRAM)芯片，(5) 一個(gè)用于模擬音頻A/D轉(zhuǎn)換的芯片，一個(gè)用于模擬視頻A/D轉(zhuǎn)換的芯片，(6) 一個(gè)用于音頻D/A轉(zhuǎn)換的芯片以及一個(gè)用于視頻D/A轉(zhuǎn)換的芯片。擴(kuò)展編解碼卡實(shí)現(xiàn)將輸入的模擬音視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)并且編碼成TS流， 通過(guò)外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))接入到主板。擴(kuò)展編解碼卡通過(guò)和主板相連的外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))獲取主板發(fā)過(guò)來(lái) 的編碼后的數(shù)據(jù)，擴(kuò)展編解碼卡將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，并且通過(guò)D/A轉(zhuǎn)換成模擬音視頻信 號(hào)輸出。所述的對(duì)數(shù)字視頻、音頻進(jìn)行編碼、解碼、轉(zhuǎn)發(fā)等功能的獨(dú)立可運(yùn)行的處理器是 ARM940T處理器。所述的一至四路外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))擴(kuò)展編解碼卡有其獨(dú)立用于音視 頻編解碼處理的Mpeg2/4編解碼芯片、音視頻的A/D、D/A芯片、分別用于編碼和解碼緩存數(shù) 據(jù)的SDRAM芯片，每個(gè)擴(kuò)展編解碼卡的物理構(gòu)成一致，唯一不同的是主板對(duì)于其訪(fǎng)問(wèn)時(shí)的 訪(fǎng)問(wèn)地址不同，根據(jù)外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))的不同地址訪(fǎng)問(wèn)，4個(gè)擴(kuò)展編解碼卡占用 4個(gè)外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))地址。所述的嵌入式編解碼轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器只需要一個(gè)IP地址。所述的外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI擴(kuò)展總線(xiàn))是5v 32Bits 66Mhz的外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))，它的四個(gè)外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))插卡式接口插槽中的每一個(gè)插槽 都必須要有一個(gè)唯一的物理地址。所述的外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))接口方式擴(kuò)展編解碼卡是支持MPEG2/4的 編解碼卡。所述的主板上的Flash為兩塊，即存放ARM主程序的Flashl和存儲(chǔ)SOC芯片程序 和 firmware 微碼的 Flash2。所述的嵌入式編解碼轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器帶有兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口，網(wǎng)絡(luò)接口都是10/100M自適 應(yīng)網(wǎng)絡(luò)接口，網(wǎng)絡(luò)接口的使用可以根據(jù)需要來(lái)配置，比如說(shuō)可以用一個(gè)接口直接將光纖收 發(fā)器接入中心交換機(jī)，另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口外接網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)本地?cái)?shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)。與所述串行接口連接的外圍設(shè)備是與嵌入式系統(tǒng)相連的云臺(tái)。與所述模擬音視頻輸出接口連接的外圍設(shè)備是監(jiān)視器和音箱。與所述模擬音視頻輸入接口連接的外圍設(shè)備是攝像頭和麥克風(fēng)。本發(fā)明的工作流程Sl 系統(tǒng)啟動(dòng)一系統(tǒng)執(zhí)行啟動(dòng)引導(dǎo)程序(啟動(dòng)引導(dǎo)程序是存放于Flash芯片中 0x00000000地址的一段代碼)。S2:系統(tǒng)模塊加載一啟動(dòng)引導(dǎo)程序根據(jù)配置參數(shù)，把操作系統(tǒng)映像文件從Flash 芯片中搬移到SDRAM芯片中，并且跳轉(zhuǎn)到SDRAM中存放操作系統(tǒng)的地址處啟動(dòng)操作系統(tǒng)，操 作系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程中加載各個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊。S3 =PCI總線(xiàn)監(jiān)測(cè)設(shè)備一在操作系統(tǒng)啟動(dòng)的最后，系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行外圍設(shè)備互連總 線(xiàn)(PCI總線(xiàn))總線(xiàn)檢測(cè)，會(huì)自動(dòng)檢測(cè)到外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))插卡。S4 微碼加載一ARM處理器檢測(cè)外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))插卡之后，會(huì)調(diào)用 外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))插卡式擴(kuò)展編解碼卡的初始化程序，該初始化程序調(diào)用存放 于閃存(Flash)芯片中的編解碼微碼(Firmware)，并且通過(guò)外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn)) 將微碼轉(zhuǎn)發(fā)給外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))插卡式編解碼卡上的SDRAM芯片中。S5 從Flash存儲(chǔ)芯片中讀取默認(rèn)配置信息一ARM處理器從Flash芯片中讀取針 對(duì)于每一個(gè)外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))編解碼通道的配置信息，然后根據(jù)配置信息對(duì)每 個(gè)外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))插卡進(jìn)行相應(yīng)的配置。S6 根據(jù)配置對(duì)各個(gè)PCI通道的擴(kuò)展編解碼卡進(jìn)行配置一ARM處理器執(zhí)行完以上 的初始化之后，用多線(xiàn)程的方式并行的運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)配置服務(wù)器、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，并且檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)連 接(Socket)。S7 (1)根據(jù)編碼配置信息處理PCI數(shù)據(jù)，并且打包成IP數(shù)據(jù)包，配置信息采用文 件方式存儲(chǔ)。(2)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)連接(Socket)的進(jìn)程，通過(guò)該進(jìn)程可以實(shí)現(xiàn)雙向的數(shù)據(jù)通信。(3) Web (基于瀏覽器的)服務(wù)器可以提供基于WEB頁(yè)面的參數(shù)以及配置信息的 修改和定制。S8 網(wǎng)絡(luò)連接檢測(cè)，分別采用兩個(gè)端口檢測(cè)。(1)設(shè)備偵測(cè)端口如果有鏈接請(qǐng)求，則實(shí)現(xiàn)設(shè)備到后端的基本配置信息的上報(bào)。(2)反向控制數(shù)據(jù)端口如果有鏈接請(qǐng)求，則實(shí)現(xiàn)IP數(shù)據(jù)包到串行數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)換， 用于反向?qū)τ谇岸嗽婆_(tái)等設(shè)備的控制。
S9 (1)和后端服務(wù)器建立Socket連接，并且將設(shè)備的各類(lèi)配置信息上報(bào)給上層 服務(wù)器。(2)和后端服務(wù)器的遠(yuǎn)程控制端口建立鏈接，并且接收該鏈接上發(fā)過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，將 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成云臺(tái)控制指令，通過(guò)串行接口轉(zhuǎn)發(fā)到云臺(tái)。從Sl到S6是系統(tǒng)的初始化過(guò)程，從S7開(kāi)始，設(shè)備根據(jù)配置或者網(wǎng)絡(luò)參數(shù)修改或 者內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包鏈接來(lái)進(jìn)行多線(xiàn)程方式的運(yùn)行。前端的模擬音視頻信號(hào)通過(guò)PCI擴(kuò)展卡編碼之后接入主板，并且通過(guò)主板實(shí)現(xiàn)網(wǎng) 絡(luò)的轉(zhuǎn)發(fā)。后端網(wǎng)絡(luò)過(guò)來(lái)的編碼后的音視頻數(shù)據(jù)通過(guò)主板的網(wǎng)絡(luò)接口接收，并且在主板實(shí)現(xiàn) 從IP數(shù)據(jù)包到TS流數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)換，之后主板通過(guò)PCI接口轉(zhuǎn)發(fā)給PCI擴(kuò)展卡，PCI擴(kuò)展 卡將數(shù)據(jù)解碼，并且通過(guò)模擬的音視頻接口實(shí)現(xiàn)前端的模擬信號(hào)輸出。后端網(wǎng)絡(luò)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接將控制數(shù)據(jù)發(fā)給主板，主板通過(guò)協(xié)議分析將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成云 臺(tái)控制指令通過(guò)串行接口實(shí)現(xiàn)對(duì)前端云臺(tái)的控制。嵌入式多路編解碼轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器的工作參數(shù)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的TOB頁(yè)面進(jìn)行調(diào)整，從 而可以實(shí)現(xiàn)一至四路監(jiān)控圖像的編、解碼，編解碼圖像的分辨率可以從CIF到Dl調(diào)整，編碼 碼流可以從256Kbps到8Mbps之間調(diào)整。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn):采用基于嵌入式系統(tǒng)的四路DlMpeg2/4編解碼轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器之后， 前端就不需要部署交換機(jī)，編解碼轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器直接連接光纖收發(fā)器就可以了。前端可以減 少設(shè)備的數(shù)量。以往的傳統(tǒng)方案，由于前端設(shè)備眾多，設(shè)備管理以及維護(hù)繁瑣而且復(fù)雜?，F(xiàn) 在，以往的交換機(jī)，以及多臺(tái)編解碼設(shè)備都可以省略掉，前端只要一個(gè)基于嵌入式系統(tǒng)的四 路DlMpeg2/4編解碼轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器以及一個(gè)光纖收發(fā)器就可以了，這樣，節(jié)省了設(shè)備，意味著 節(jié)省了前端的設(shè)備的電能消耗。也就意味著以往工程施工中，前端所需要的大電量的UPS 電源，也可以減少，要達(dá)到節(jié)能和節(jié)省成本的目的。采用基于嵌入式系統(tǒng)的四路DlMpeg2/4編解碼轉(zhuǎn)發(fā)器的一體化多路音視頻編解 碼轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器之后，一個(gè)前端就一個(gè)IP設(shè)備，由于本發(fā)明的一個(gè)前端僅需要一個(gè)IP地址， 這就節(jié)約了網(wǎng)絡(luò)資源，方便了系統(tǒng)安裝、維護(hù)以及管理，占用的網(wǎng)絡(luò)資源做到了最少，卻集 成了以往多個(gè)產(chǎn)品的功能。附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1 現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用框圖，圖2 本發(fā)明的主板構(gòu)成框圖，主板電路原理則由圖5、6、7、8構(gòu)成圖3 本發(fā)明外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))擴(kuò)展卡的構(gòu)成框圖，圖4 本發(fā)明的系統(tǒng)工作流程5 本發(fā)明主板部分網(wǎng)絡(luò)接口電路原理框6 本發(fā)明主板部分內(nèi)存以及串口接口電路原理框7 本發(fā)明主板部分PCI以及USB接口電路原理框8 本發(fā)明主板部分電源以及CPU硬件配置接口電路原理框9 本發(fā)明擴(kuò)展編解碼卡部分的電路原理框10 本發(fā)明的實(shí)施例的框圖，圖11 本發(fā)明實(shí)施例作為多路編碼器采集現(xiàn)場(chǎng)音視頻信號(hào)使用時(shí)的框圖，
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圖12 本發(fā)明實(shí)施例作為多路解碼視頻播放時(shí)的使用框圖，圖13 本發(fā)明實(shí)施例作為方向數(shù)據(jù)控制(反向控制云臺(tái))時(shí)的使用框圖。本發(fā)明的實(shí)施例本發(fā)明的嵌入式系統(tǒng)包括ARM主板1(見(jiàn)圖2)以及外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn)) 插卡式編解碼擴(kuò)展編解碼卡2，以及外圍設(shè)備構(gòu)成。一，主板1構(gòu)成圖如圖2所示，包括有(1). ARM940T 核心處理器 3 ；(2). 64M大小的動(dòng)態(tài)自刷新RAM存儲(chǔ)器(SDRAM) 4 ；(3).存有啟動(dòng)代碼、配置文件、操作系統(tǒng)映像文件，大小為32M的Flashl芯片5 ；(4).存有外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI)總線(xiàn)編解碼卡微碼，大小也為32M的Flash2芯 片6;(5).用于擴(kuò)展多路云臺(tái)控制的平行總線(xiàn)轉(zhuǎn)串行接口芯片7(6).用于擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)接口的以太網(wǎng)物理接口 8、8’(7).用于擴(kuò)展外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))插卡的外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總 線(xiàn))接口 9、9，、9”、9，”。二，擴(kuò)展編解碼卡2構(gòu)成圖如圖3所示，包括有(1) · Mpeg2/4ASIC專(zhuān)用編解碼處理核心芯片10 ；(2).解碼動(dòng)態(tài)自刷新RAM存儲(chǔ)器(SDRAM)芯片11 ；(3).編碼動(dòng)態(tài)自刷新RAM存儲(chǔ)器(SDRAM)芯片12 ；(4).外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))接口 13 ；(5).視頻 A/D 轉(zhuǎn)換 14 ；(6).音頻 A/D 轉(zhuǎn)換 15 ；(7) ·視頻 D/A 轉(zhuǎn)換 16 ；(8).音頻 D/A 轉(zhuǎn)換 17 ；(9).A/V 輸入接口 18 ；(10). A/V 輸出接口 19。三，本發(fā)明的詳細(xì)工作流程如圖4所示，文字描述見(jiàn)第3頁(yè)末《本發(fā)明的工作流程》 部分。從Sl到S6是系統(tǒng)的初始化過(guò)程，從S7開(kāi)始，設(shè)備根據(jù)配置或者網(wǎng)絡(luò)參數(shù)修改或者 內(nèi)部的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包鏈接來(lái)進(jìn)行多線(xiàn)程方式的運(yùn)行。四，本發(fā)明實(shí)施例的主板1部分網(wǎng)絡(luò)接口部分詳細(xì)電路框圖如圖5所示，該電路主 要是ARM處理器3和兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口物理層芯片8、8，的連接圖，實(shí)現(xiàn)ARM處理器3 (CPU)和 以太網(wǎng)的物理連接接口。五，本發(fā)明實(shí)施例的主板1部分內(nèi)存以及串口接口部分詳細(xì)電路框圖如圖6所示， 這部分電路是主板1的ARM處理器3和Flashl5、Flash26、SDRAM 4以及串口擴(kuò)展芯片7的 連接圖，主要是ARM處理器3的數(shù)據(jù)和地址總線(xiàn)部分。六，本發(fā)明實(shí)施例的主板1部分外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))9、9’、9”、9’”接口 部分詳細(xì)電路框圖如圖7所示。七，本發(fā)明實(shí)施例的主板1部分電源以及ARM處理器3硬件配置電路如圖8所示， 這部分電路實(shí)現(xiàn)主板1的電源電路部分以及ARM處理器3的硬件工作模式的配置與選擇。
八，本發(fā)明實(shí)施例的擴(kuò)展編解碼卡2部分完整的電路原理框圖如圖9所示，主要完 成模擬音視頻信號(hào)到數(shù)字TS媒體流數(shù)據(jù)之間的雙向轉(zhuǎn)換。九，總體實(shí)施框圖如圖10所示，主要由主板1以及編解碼擴(kuò)展編解碼卡2以及外 圍設(shè)備構(gòu)成，具體有(1).前端攝像機(jī) 20、20，、20”、20，”；(2).光纖收發(fā)器21 ；(3).網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)22;(4).中央控制服務(wù)器23;(5).監(jiān)視器24、24，、24”、24，”。實(shí)施例應(yīng)用之一作為多路編碼設(shè)備使用時(shí)的情形見(jiàn)圖11。在監(jiān)控系統(tǒng)中，后端中央控制服務(wù)器23需要實(shí)時(shí)的監(jiān)控前端攝像頭的視頻和音 頻數(shù)據(jù)時(shí)，可以將該設(shè)備作為多路編碼設(shè)備使用。設(shè)備完成前端多路模擬音視頻信號(hào)的編碼和傳輸過(guò)程。(1).前端攝像機(jī)20、20 ’、20 ”、20，，，完成模擬音頻和視頻信號(hào)的采集，通過(guò)a/v輸 入接口 18接入擴(kuò)展外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))編碼擴(kuò)展編解碼卡2，(2).視頻信號(hào)經(jīng)過(guò)視頻A/D轉(zhuǎn)換14，完成視頻信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換，(3).音頻信號(hào)經(jīng)過(guò)音頻A/D轉(zhuǎn)換15，完成音頻信號(hào)的A/D轉(zhuǎn)換，(4).經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換的音視頻編碼數(shù)據(jù)接入Mpeg2/4ASIC專(zhuān)用編解碼處理核心芯片 10，(5).擴(kuò)展編解碼卡2上的外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))接口 13連接到主板1的 外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))接口 9上，(6).擴(kuò)展編解碼卡2將編碼數(shù)據(jù)通過(guò)外圍設(shè)備互連總線(xiàn)傳送到主板上的核心處 理器 ARM940T 3，(7).ARM940T處理器3則將外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))接口獲取到的數(shù)據(jù)打包 成IP網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包，(8).ARM940T處理器3并將打包好的數(shù)據(jù)包通過(guò)以太網(wǎng)物理層接口芯片8、8’發(fā)送 到其他網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，(9).網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包符合TS流傳輸規(guī)范，傳輸遵循UDP協(xié)議。實(shí)施例應(yīng)用之二作為多路解碼器使用時(shí)見(jiàn)圖12。當(dāng)需要將中央控制服務(wù)器23或者其他網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備中的圖像數(shù)據(jù)在前端監(jiān)視器 上觀(guān)看時(shí)，本發(fā)明又可以作為多路音視頻解碼設(shè)備使用。通過(guò)本設(shè)備連接中央控制服務(wù)器 23以及模擬監(jiān)視器，完成系統(tǒng)構(gòu)建。(1).中央控制服務(wù)器23將要顯示的視頻數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口 8發(fā)送到主板1。(2).主板1上的核心處理器ARM940T 3將中央控制服務(wù)器23發(fā)過(guò)來(lái)的IP數(shù)據(jù)包 進(jìn)行解析并且轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的TS流包，通過(guò)外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI)接口 9，將數(shù)據(jù)發(fā)給外圍 設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI)編解碼接口板2。(3).外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))編解碼接口板2將收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，然后 分別送給視頻D/A 16和音頻D/A 17。(4).視頻D/A16和音頻D/A17通過(guò)A/V輸出接口 19接到模擬顯示器M上。
(5).模擬顯示器M上就可以看到中央控制服務(wù)器23上發(fā)過(guò)來(lái)的圖像信息。實(shí)施例應(yīng)用之三作為反向云臺(tái)控制使用時(shí)見(jiàn)圖13。在監(jiān)控系統(tǒng)中，通過(guò)接入本發(fā)明已經(jīng)可以在后端中央控制服務(wù)器23上看到前端 攝像機(jī)20上采集到的視頻信號(hào)，但是由于監(jiān)控角度的問(wèn)題，往往都希望可以通過(guò)調(diào)節(jié)前端 攝像機(jī)20的拍攝位置來(lái)獲取更好的監(jiān)控畫(huà)面，通過(guò)本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)在中央控制服務(wù)器23 上控制前端攝像機(jī)20的云臺(tái)，來(lái)獲取想要的拍攝角度。(1).中央控制服務(wù)器23，在TOB頁(yè)面上對(duì)前端攝像機(jī)20的云臺(tái)發(fā)送控制指令。(2).主板1上的核心處理器ARM940T3通過(guò)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)接口 8獲取到中央控制服 務(wù)器23的控制指令，并且將控制指令解析。(3).ARM940T處理器3將解析好的控制指令通過(guò)并行轉(zhuǎn)串行接口芯片7發(fā)送到各 個(gè)前端攝像機(jī)20對(duì)應(yīng)的云臺(tái)，從而完成控制指令的執(zhí)行。
權(quán)利要求
1.一種嵌入式多路編解碼轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，它是一個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，它包含有主板(1)和擴(kuò) 展編解碼卡( 兩個(gè)部分組成，其特征是主板(1)包含有一個(gè)執(zhí)行對(duì)數(shù)字視頻、音頻進(jìn) 行編、解碼控制、轉(zhuǎn)發(fā)等功能的獨(dú)立可運(yùn)行的ARM處理器(3)；存放有處理器執(zhí)行程序、參 數(shù)、和代碼的Flash ；存放可變參數(shù)和高速運(yùn)行程序的動(dòng)態(tài)自動(dòng)刷新的SDRAM；與外圍設(shè) 備相連的串行接口芯片⑵；以太網(wǎng)物理層芯片(8、8’)；外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))接 口(9、9’、9”、9’”)，擴(kuò)展編解碼卡⑵包含有用于和主板相連的外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI 總線(xiàn))接口(13)；專(zhuān)用的Mpeg2/4編解碼ASIC芯片(10)；用于進(jìn)行編、解碼數(shù)據(jù)緩存的動(dòng) 態(tài)自動(dòng)刷新的隨機(jī)訪(fǎng)問(wèn)存儲(chǔ)器芯片；用于模擬音頻A/D轉(zhuǎn)換的芯片(15)；用于模擬視頻A/ D轉(zhuǎn)換的芯片(14)；用于音頻D/A轉(zhuǎn)換的芯片(17)以及用于視頻D/A轉(zhuǎn)換的芯片(16)。
2.如權(quán)利要求1所述的嵌入式多路編解碼轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，其特征是所述的對(duì)數(shù)字視頻、 音頻進(jìn)行編、解碼控制、轉(zhuǎn)發(fā)等功能的獨(dú)立可運(yùn)行的處理器是一個(gè)ARM940T處理器(3)。
3.如權(quán)利要求1所述的嵌入式多路編解碼轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，其特征是所述的一至四路擴(kuò) 展編解碼卡O)，其每個(gè)卡有其獨(dú)立用于音視頻模擬信號(hào)到數(shù)字信號(hào)的雙向轉(zhuǎn)換，一至四路 擴(kuò)展編解碼卡( 可以根據(jù)實(shí)際的使用接入一路或者二路或者三路或者四路。
4.如權(quán)利要求1所述的嵌入式多路編解碼轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，其特征是所述的嵌入式多路 編解碼轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器只需要一個(gè)IP地址，在處理一至四路編解碼需求時(shí)只要一個(gè)IP地址。
5.如權(quán)利要求1所述的嵌入式多路編解碼轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，其特征是所述的PCI擴(kuò)展總 線(xiàn)是5v32Bits 66Mhz的PCI總線(xiàn)，它的四個(gè)PCI插卡式接口插槽中的每一個(gè)卡必須要有一 個(gè)唯一的物理地址。
6.如權(quán)利要求1所述的嵌入式多路編解碼轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，其特征是所述的PCI接口方 式擴(kuò)展編解碼卡( 支持MPEG2/4的編、解碼。
7.如權(quán)利要求1所述的嵌入式多路編解碼轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，其特征是所述的嵌入式多路 編解碼轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)帶有兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口(8、8’)，所述的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口中的一個(gè)可以直接接光纖 收發(fā)器接入交換機(jī)，另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)接口外接網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)本地?cái)?shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)。
8.如權(quán)利要求1所述的嵌入式多路編解碼轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，其特征是所述的主板(1)的 Flash為兩塊，即存放ARM主程序的Flashl (5)和存儲(chǔ)Mpeg2/4 ASIC專(zhuān)用編解碼處理核心 芯片程序和firmware微碼的Flash2 (6)。
9.如權(quán)利要求1所述的嵌入式多路編解碼轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，其特征是所述的編解碼圖像 分辨率可以從CIF到Dl進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，分辨率參數(shù)調(diào)整是通過(guò)WEB頁(yè)面訪(fǎng)問(wèn)實(shí)現(xiàn)的。
10.如權(quán)利要求1所述的嵌入式多路編解碼轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，其特征是編碼碼流可以從 256Kbps到8Mbps進(jìn)行調(diào)整，碼流參數(shù)調(diào)整是通過(guò)WEB頁(yè)面訪(fǎng)問(wèn)實(shí)現(xiàn)的。
11.如權(quán)利要求1所述的嵌入式多路編解碼轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，其特征是與所述串行接口連 接的外圍設(shè)備是云臺(tái)攝像機(jī)。
12.如權(quán)利要求1所述的嵌入式多路編解碼轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，其特征是擴(kuò)展編解碼卡(2) 帶有用于和主板相連的外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))接口(13)。
13.如權(quán)利要求1所述的嵌入式多路編解碼轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，其特征是擴(kuò)展編解碼卡(2) 帶有專(zhuān)用的Mpeg2/4編解碼ASIC芯片(10)。
14.如權(quán)利要求1所述的嵌入式多路編解碼轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，其特征是用于進(jìn)行編、解碼 數(shù)據(jù)緩存的動(dòng)態(tài)自動(dòng)刷新的隨機(jī)訪(fǎng)問(wèn)存儲(chǔ)器芯片是用于編碼數(shù)據(jù)緩存的SDRAM(12)。
15.如權(quán)利要求1所述的嵌入式多路編解碼轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，其特征是用于進(jìn)行編、解碼 數(shù)據(jù)緩存的動(dòng)態(tài)自動(dòng)刷新的隨機(jī)訪(fǎng)問(wèn)存儲(chǔ)器芯片是用于解碼數(shù)據(jù)緩存的SDRAM(Il)。
16.如權(quán)利要求1所述的嵌入式多路編解碼轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，其特征是擴(kuò)展編解碼卡(2) 帶有用于模擬音頻A/D轉(zhuǎn)換的芯片(15)，用于模擬視頻A/D轉(zhuǎn)換的芯片(14)；用于音頻D/ A轉(zhuǎn)換的芯片(17)以及用于視頻D/A轉(zhuǎn)換的芯片(16)。
17.嵌入式多路編解碼器轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器的工作方法，其特征是包含有以下步序s1系統(tǒng)啟動(dòng)一系統(tǒng)執(zhí)行啟動(dòng)引導(dǎo)程序(啟動(dòng)引導(dǎo)程序是存放于Flashl芯片(5)中 0x00000000地址的一段代碼)。s2系統(tǒng)模塊加載一啟動(dòng)引導(dǎo)程序根據(jù)配置參數(shù)，把操作系統(tǒng)映像文件從Flashl芯 片(5)中搬移到SDRAM(4)芯片中，并且跳轉(zhuǎn)到SDRAM(4)中存放操作系統(tǒng)的地址處啟動(dòng)操 作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程中加載各個(gè)驅(qū)動(dòng)模塊。s3=PCI總線(xiàn)監(jiān)測(cè)設(shè)備一在操作系統(tǒng)啟動(dòng)的最后，系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行外圍設(shè)備互連總線(xiàn) (PCI總線(xiàn))總線(xiàn)檢測(cè)，會(huì)自動(dòng)檢測(cè)到外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))插卡(2)。S4:微碼加載一ARM處理器(3)檢測(cè)外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))插卡之后，會(huì)調(diào) 用外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))插卡式擴(kuò)展編解碼卡( 的初始化程序，該初始化程序調(diào) 用存放于閃存Flash2芯片(6)中的編解碼微碼(Firmware)，并且通過(guò)外圍設(shè)備互連總線(xiàn) (PCI總線(xiàn))(9、9’、9”、9’”)將微碼轉(zhuǎn)發(fā)給外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))插卡式編解碼卡 (2)上的 SDRAM 芯片(11、12)中。S5:從Flashl存儲(chǔ)芯片(5)中讀取默認(rèn)配置信息一ARM處理器( 從Flashl芯片 (5)中讀取針對(duì)于每一個(gè)外圍設(shè)備互連總線(xiàn)(PCI總線(xiàn))編解碼通道的配置信息，然后根據(jù) 配置信息對(duì)每個(gè)PCI通道的擴(kuò)展編解碼卡( 進(jìn)行相應(yīng)的配置。s6根據(jù)配置對(duì)各個(gè)PCI通道的擴(kuò)展編解碼卡( 進(jìn)行配置一ARM處理器( 執(zhí)行完 以上的初始化之后，用多線(xiàn)程的方式并行的運(yùn)行網(wǎng)絡(luò)配置服務(wù)器、轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，并且檢測(cè)網(wǎng) 絡(luò)連接(Socket)。s7 (1)根據(jù)編碼配置信息處理PCI數(shù)據(jù)，并且打包成IP數(shù)據(jù)包，配置信息采用文件方 式存儲(chǔ)。(2)檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)連接(Socket)的進(jìn)程，通過(guò)該進(jìn)程可以實(shí)現(xiàn)雙向的數(shù)據(jù)通信。(3)Web (基于瀏覽器的)服務(wù)器可以提供基于WEB頁(yè)面的參數(shù)以及配置信息的修改 和定制。s8網(wǎng)絡(luò)連接檢測(cè)，分別采用兩個(gè)端口檢測(cè)。(1)設(shè)備偵測(cè)端口如果有鏈接請(qǐng)求，則實(shí)現(xiàn)設(shè)備到后端的基本配置信息的上報(bào)。(2)反向控制數(shù)據(jù)端口如果有鏈接請(qǐng)求，則實(shí)現(xiàn)IP數(shù)據(jù)包到串行數(shù)據(jù)包的轉(zhuǎn)換，用于 反向?qū)τ谇岸嗽婆_(tái)00)等設(shè)備的控制。S9:(l)和后端中央控制服務(wù)器建立Socket連接，并且將設(shè)備的各類(lèi)配置信息上 報(bào)給中央控制服務(wù)器0；3)。( 和中央控制服務(wù)器的遠(yuǎn)程控制端口建立鏈接，并且 接收該鏈接上發(fā)過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成云臺(tái)控制指令，通過(guò)串行接口(7)轉(zhuǎn)發(fā)到云臺(tái) (20)。
全文摘要
一種嵌入式多路編解碼轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器，它是一個(gè)IP網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，用于監(jiān)控系統(tǒng)。它包含有主板(1)和擴(kuò)展編解碼卡(2)兩個(gè)部分組成，主板(1)部分采用ARM處理器(3)作為核心，擴(kuò)展編解碼卡(2)部分采用Mpeg2/4 ASIC編解碼芯片作為核心，主板(1)和擴(kuò)展編解碼卡(2)之間通過(guò)5V32bits 66Mhz的PCI總線(xiàn)相連，一個(gè)主板(1)可以擴(kuò)展一路到四路擴(kuò)展編解碼卡(2)。其優(yōu)點(diǎn)是擴(kuò)展編解碼卡(2)即插即用，一個(gè)主板(1)和四個(gè)擴(kuò)展編解碼卡(2)構(gòu)成的嵌入式多路編解碼轉(zhuǎn)發(fā)服務(wù)器只占用一個(gè)IP地址，從而可以通過(guò)合理的系統(tǒng)部署減少監(jiān)控系統(tǒng)中交換機(jī)的使用量，從而減少了電能的使用，也降低了監(jiān)控系統(tǒng)維護(hù)的復(fù)雜性。
文檔編號(hào)H04N7/18GK102118364SQ200910247709
公開(kāi)日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2009年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月30日
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