基于MAX64180的无线视频监控系统的硬件设计与实现

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  摘要:本文介绍了基于MAX64180的无线视频监控系统,分析了系统的总体结构,并重点阐述了系统硬件的设计与实现。
  关键词:MAX64180;无线视频监控;3G;EMC
  DOI: 10.3969/j.issn.1005-5517.2013.2.020
  目前国内无线视频监控系统的研究有了很大的发展,但是对无线视频监控系统的研究还不够成熟,本文采用美信公司的MAX64180作为系统核心处理器,利用WCDMA无线上网卡ZTE-A371进行数据无线发射和接收,详细介绍了3G无线视频监控系统的硬件设计方案以及高速PCB设计中信号完整性,阐述了无线视频监控系统原理图设计中EMC器件的选择和PCB设计中EMC注意事项。
  本系统主要由视频采集前端、视频服务器和客户端三部分组成。无线视频监控系统是一个基于MAX64180处理器、Web服务器和Linux操作系统的嵌入式系统,它的主要功能是对摄像头采集到的图像进行H.264压缩编码,并对编码后的图像通过3G无线网络进行传输。客户端通过Web浏览器访问视频服务器来观看摄像头采集到的图像,从而实现远程视频监控,无线视频监控系统总体结构如图1所示。
  系统硬件由电源管理芯片(美信MAX8668ETEX和MAX1556ETB)、摄像头模组(Ominivison OV7675)、3G无线模块(中兴ZTE-A371)、双核处理器(美信MAX64180)、DDR2(现代H5PS5162FFR-Y5C)、串行FLASH(ST MX25L12845EZNI-10G)和串行EEPROM(MXIC M95128-RDW6TP)等组成。MAX64180是美信公司(MAXIM)推出的一款完全集成HD摄像机的SoC,组合了高性能音频/视频子系统以及H.264压缩编解码器、支持系统管理的ARM9处理器、提供数据安全保护的AES/SHA加速器、用于I/O控制和系统集成的外围接口主控制器。系统硬件结构如图2所示。
  电源模块设计
  MAX64180供电需要三种电源,一种是内核电源(1.05V±5%),一种是SDRAM电源(1.8V±0.1V),另一种是I/O电源(3.3V±5%)。电源电路设计采用的是美信公司的电源管理芯片MAX8668ETEX和MAX1556ETB,其中MAX1556ETB主要给DDR SDRAM供电,其它部分由MAX8668ETEX供电。电源设计要考虑电源IC散热问题,主要针对内置电源调制器的高压驱动芯片。假如芯片
  EMC设计最常用的元件。共模电感在平衡线路中能有效地抑制共模干扰信号,而对线路正常传输的差模信号无影响。磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频干扰和尖峰干扰,它也具有吸收静电放电脉冲干扰的能力。穿心电容之所以能有效地滤除高频噪声,是因为穿心电容不仅没有引线电感造成电容谐振频率过低的问题,而且穿心电容可以直接安装在金属面板上,利用金属面板起到高频隔离的作用。穿心电容最大的弱点是怕高温和温度冲击。
  PCB中EMC设计要求
  (1)保证每个IC的电源PIN都有一个0.1μF 的去耦电容。(2)I/O电路EMC器件尽量靠近I/O口。(3)建议先走时钟线,频率大于66MHz的时钟线,每条过孔数不得超过两个,所有时钟线需包地处理。信号组包括BA[],ADDR[],RAS#,CAS#,WE;数据信号组DQ、DQS、DM,其中每个字节又是内部的一个信道LANE组,如DQ0~DQ7,LDQS,LDQS#,LDM为一个信号组。
  PCB叠层
  对六层板来说一般的叠层都是top、GND、singnal2、singnal3、POWER、botom,信号一般情况下以GND作为参考平面比较好。走线的阻抗由走线宽度、走线的铜箔厚度、走线到参考平面的距离、参考平面的铜箔厚度和板介质材料决定,PCB设计的时候应该遵守CPU厂家阻抗设计要求来设置叠层。
  本文详细介绍了基于MAX64180的无线视频监控系统的硬件设计方案,给出了各个模块设计电路并作了简单的分析。采用高集成度主控和串行Flash节省了PCB空间,此方案开发的产品具有体积小、性能稳定等特点。产品投放市场后得到用户的一直好评。
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