TI公司的TMS320DM64X系列数字信号处理器是针对多媒体处理领域的图像处理的主流产品，采用TMS320DM642作为图像采集系统的数字信号处理器，具有以下特点：
高达600 MHz的CPU时钟(可达720 MHz)，哈佛结构，使用32字节的超长指令字，8个独立的功能单元同时运行，支持数据不对齐的存储架构，多达64个32位通用寄存器，所有指令为条件执行，功耗仅为1.5 W；
片内提供16 K字节的一级程序缓冲，16 K字节的一级数据缓冲，256 K字节的二级存储器，可灵活分配给静态存储器和二级缓冲；
可与多种同／异步存储器无缝接口的64位外部存储器接口(EMIF)多达64通道的增强型直接存储器存取(EDMA)控制器，3个可与通用视频编解码器无缝接口的可配置视频端口，I2C总线控制模块，32bit／66 MHz的PCI主从接口，10 Mb／s／100 Mb／s以太网媒体访问控制器(EMAC)等。
2 硬件接口电路
2.1 TMS320DM642的视频端口及其工作原理
TMS320DM642有3个相同的视频端口，每个视频端口是由A和B两个通道组成。当两个通道同时使用时，5120字节的捕获／显示FIFO缓冲一分为二。一个端口只能设置为视频捕获或视频显示的一种模式(TSI捕获可视为一种特殊格式的视频捕获)。各个独立的数据流水线控制不同标准的视频捕获或显示数据分解和格式转换。
视频捕获时，视频端口捕获一个或两个通道的8 bit／10 bit BT656图像数据或原始图像数据，或者捕获一个通道的16 bit／20 bit Y／C图像(也称S-Video)数据、16 bit／20 bit原始图像或8 bit的TSI数据。
视频显示时，视频端口输出一个通道的8 bit／10 bit BT656图像数据、8 bit／10 bit原始图像数据、16 bit／20 bit Y／C图像数据、16 bit／20 bit原始图像或两个通道时序同步的8 bit／10 bit原始图像数据。当捕获或显示只获取到一个8 bit／10 bit通道时，则使用A通道。
2.2 SAA7115视频解码器
系统设计的图像采集设备采用CCD摄像头。由于CCD摄像头输出信号为模拟信号，DSP不能直接处理，因此选用Philips公司的9位视频解码器-SAA7115完成图像的数字化。SAA7115可提供2×过采样模数转换，信噪比为10 dB～15 dB,SAA7115是同类产品中视频解码性能最好的产品。
SAA7115通过TMS320DM642的I2C总线进行编程，并且能连接所有主要合成视频标准，例如NTSC、PAL和SECAM，这些标准都可通过解码器的内部寄存器编程设置。SAA7115的输入晶体振荡器频率为24.576 MHz，实际工作频率为13.5 Mnz。在PAL标准下，一行最多可采集720点(不包括行消隐信号)，一帧最多采集625行(包括场消隐信号)。SAA7115有多种功能供用户选择，功能的选定则通过寄存器设置完成。由于系统的研究对象是256级灰度图像，其输入信号采用PAL制式标准，因此按照结构系统处理速度的具体要求，SAA7115配置为：采用4：2：2 YUV信号机制，只取Y(亮度)信号；分辨率为256×256像素。
初始化配置视频采集器件采用I2C总线(时钟线SCL和数据线SDL)。图像数据为D[7：0]，SAA7115提供同步时钟信号SCLK和XHSYNC。SAA7115接口电路图如图1所示。
3 图像采集模块及I2C总线控制
TMS320DM642提供宽度为64位数据总线。TMS320DM642用于启动总线上的数据传输和产生系统时钟。此时，其他几个设备则认为是从设备，I2C总线控制完全由主设备发送的地址和数据决定。TMS320DM642的每一个被控对象都有一个特定的唯一的地址编码，每个设备的地址编码都是由TMS320DM642通过I2C总线对SAA7115视频解码器的配置寻址实现。
当TMS320DM642控制SAA7115时，TMS320-DM642通过I2C总线发送寻址指令，此时所有设备都接收到该指令，并将TMS320DM642的指令信息与自身的地址相比较，只要SAA7115与其地址编码相同，两者就可以通信，而其他设备则与总线隔离。SAA7115的水平同步输出HS、垂直同步输出VS、奇偶场输出标志ODD分别通过总线开关电平转换后送至DSP视频口VP0和VP1。此时TMS320DM642的视频接口工作在从模式下。图像采集软件流程图如图2所示。
4 结束语
给出了基于TMS320DM642处理器的嵌入式实时图像采集模块的设计方案。充分利用TMS320-DM642和SAA7115的优良特性，为基于DSP的有关图像的嵌入式实时系统的前端设计提供了技术参考。
