GM8120高整合度的MPEG4 IP Camera方案介绍

GM 8120是针对在Internet上传送视频应用的SoC芯片，是目前业界少见高集成度的硬件MPEG4编解码SoC。
[1] GM 8120的核心是MPEG4/JPEG视频编解码硬件引擎和功能强大的FA526 RISC 32bit CPU，它有8K I-cache和8K D-cache。这个编解码引擎支持MPEG4实时编码/解码,可以达到30fps且压缩分辨率为720x480的码流。
[2]下面重点介绍基于GM 8120的IP Camera方案。基于GM8120的IP Camera的方案的硬件结构主要有系统存储，网络接口，视频接口，音频接口，和外部存储接口等构成。
a:系统存储
GM 8120包括了MPEG4 编解码和FA526，两者使用共同的系统存储器件，省去了目前流行的双芯片方案(MPEG4+主控CPU)中，MPEG4需要的独立的NOR FLASH和SDRAM。不仅降低BOM，而且也显著减少系统复杂性。系统的存储器件有4MByte的NOR FLASH和16MByte的SDRAM构成。NOR FLASH使用一片MX29LV320A，系统SDRAM由两片8Mx16bit的SDRAM构成，存储器件的容量大小可由使用者自行扩充。
b:网络接口
由于GM 8120内置了802.3以太网MAC控制器，外部只需要802.3物理接口芯片即可完成以太网的功能。开发板上的802.3物理接口芯片采用 DM9161A。
c:视频接口
GM8120留有数字视频输入接口，对于输出CCIR656/601的CCD/CMOS照相模块，可以直接与GM8120连接，无需其他处理；对于输出复合视频或者S-Video的 CCD/CMOS照相模块，需要一个外部的视频解码芯片，本方案使用了Philips的SAA7113芯片。
d:音频接口
GM8120含有I2S 接口，可以方便的接目前主流的音频解码器，本系统使用Wolfson公司的WM8731芯片。
外部存储接口
由于GM8120整合了高速USB OTG控制器与PHY的IP，很容易接上大容量的NAND FLASH或者带有USB接口的硬盘作为外部存储设备。
MPEG4 IP Camera方案的数据流路径。若提供内容的来源是CMOS传感器，GM8120内捕捉模块的DMA直接将视频流送往SDRAM控制器。
若提供内容的来源是电视、数位录像机、 DVD或CCD摄像头，GM8120内捕捉模块的DMA可经由SAA7113芯片将视频流往SDRAM控制器送。我们设计了一个硬件预览路径将视频流直接丢到显示模块，使用者可以在LCD屏上见到所录制的录像。视频流在SDRAM存到一定的量再送到MPEG4编码器进行编码，因为我们将捕捉模块的视频直接送到SDRAM控制器，而非经由AHB总线，故即使录制720x480的影像，频宽依然能得到保证。压缩过的录像回存到SDRAM存储器，在送达任何存储设备，像是SD卡、Micro Drive或是硬盘。
软件构成
IP Camera的软件主要有外设驱动程序， TCP/UDP/IP，LINUX，RTP/RTCP,音频/视频编解码库和应用软件等构成，参考图8。
外设驱动程序
外设驱动程序包括802.3以太网MAC控制器，通用I/O，I2S/AC97，SD/MMC卡, LCD显示控制器, 视频捕获设备, 硬盘控制器, 高速USB OTG控制器等的驱动程序。
TCP/UDP/IP协议栈
符合工业标准且经过充分的验证的TCP/UDP/IP协议栈。
Linux Kernel
基于Linux2.4.19内核，针对GM8120设计板级启动代码(boot startup program)，并根据IP camera应用的需要做优化和裁减。
音频/视频编解码库
基于FA526的媒体库，包括MP3/WMA/AAC/MPEG4/MJPEG解码器，音频视频同步机制和FFMPEG应用软件来帮助客户进入多媒体应用市场。
应用软件
应用软件包括完成系统初始化，文件系统管理，磁盘管理，网络服务，邮件发送，文件传送，侦测报警等。系统初始化程序tinit完成系统的网络设定，监测视频来源和分辨率等工作。文件系统管理程序包括fdisk，dosfstools，e2fsprogs等，完成外部存储的格式化和读写的管理工作，网络服务程序完成把视频发送到网络的某个端口，以供其他网络设备来访问；邮件发送和文件传送程序再侦测到移动目标，需要报警的时候，把该时刻的图片截取并传送到邮件服务器或者文件服务器，侦测报警程序更具主机端设定的规则来判断视频中移动的目标是否需要报警。
配合videoLan media player程序，应用软件可以完成按照HTTP协议处理来自外部的服务请求，把MPEG4码流发送到以太网，处理外部控制指令，移动侦测报警等。主机界面如图9所示，在通过IE浏览器连接到GM8120之后，可以在页面上对IP Camera作相关的设定：
网络配置，SMTP服务，FTP服务器，视频质量，运动侦测报警，管理员密码管理等。