车载数字硬盘录像机的设计方案解析

　　一、引言

　　随着科技的发展进步，车辆成为人们生活中不可缺少的一部份，作为一个载人工具伴随人们出现在各种场所。对各类汽车安全的需求快速增长，使得汽车监控业也快速成长起来。我们经常会听到这样的报道：乘务员中途载客收钱不给票或给假票，车辆上扒抢案件增多，交通事故发生争执等，这些案件由于现场取证困难，很难得到解决。如果可以将车内和车外的情况随时记录下来，作为回忆、考核证明、证据等各种用途，将能够很好地解决以上问题。数字化车载硬盘录像机作为监控行业一种新的高科技产品，受到了广泛关注。它是安装于火车、汽车等移动车辆上集数字录像、监控、娱乐、广告等功能于一体的嵌入式数字硬盘录像机。

　　目前国内可以提供的一般是以硬盘或CF卡为单一存储设备的数字硬盘录像机，多以MPEG2硬压缩编码，存在码流高、需要大容量硬盘和不适合传输的缺点。大部分硬盘录像机采用普通硬盘或笔记本硬盘作存储介质，由于硬盘的机械特性，存在录像不稳定，硬盘容易损坏等问题，严重影响车载录像机的可靠性和稳定性。还有少部分使用单一的CF卡为存储介质，存在容量小不能保存长时间录像资料的缺点。

　　本文提出了一种新的车载数字硬盘录像机的设计方案，能很好的解决如上问题。不但能对车上的现场环境进行高清晰度的录制(可达DVD画质)，还可以同时进行低码流传输；行车时采用CF卡为存储设备，采用停车自动备份策略，避免在行车过程中使用机械硬盘，大大提高了车载数字硬盘录像机的可靠性和稳定性。本数字硬盘录像机还具有广告影片播放、行车记录等较强的扩展能力，有广阔的应用前景和增值应用空间，完全可以扩展为一个2集监控、行车记录、导航和多媒体应用的车载平台，可取代现有的车载影碟机。

　　二、系统总体设计

　　本方案主要针对车载应用设计，主要实现以下功能：

　　1、实现四路实时音视频同步MPEG4高清晰录像，可以实现双工回放及同时双路回放。

　　2、实现多种录像模式，如手动录像、定时录像、报警录像、行车状态(如刹车、超速和倒车等)录像、侦测录像和超过30秒预录等。

　　3、实现四路低码流远程传输，可以通过WI-FI或GPRS实现远程无线传输，实现远程监控。

　　4、实现高速USB2.0接口，提供USB磁盘设备的录像、播放和快速备份。

　　5、同时支持CF卡和IDE硬盘，实现可靠的停车自动备份功能，提高了可靠性和稳定性。

　　6、实现报警事件和行车状态远程上传，实现远程监控和远程备份等网络功能，提供无线网络支持。

　　7、实现双头显示输出，即同时支持两个独立的视频输出，如一路可以用来播放广告影片，一路可以用来观看现场和回放。

　　下图即为四路数字硬盘录像机的功能框图：

　　为了实现以上功能，本设计采用两颗高性能DSP为核心器件组成本系统，一颗DSP为从设备，主要实现四路最高1/2D1的MPGE4编码；一颗DSP为主设备，主要完成网络传输编码、回放、播放广告影片、存储、控制、输出和网络传输等应用。具体实现见下图：

　　其中，DSP采用飞利浦电子公司推出的NexperiaTM系列高清媒体处理器PNX1700。它在单芯片上集成了媒体处理、网络连接和显示增强功能，是专门为流媒体影片、新闻、数码照片及电视节目提供前所未有的画质而设计的。PNX1700的性能是PNX1500的两倍，同时保证了软件和硬件的兼容。采用PNX1700的数字互联家庭设备包括IP机顶盒、数字媒体适配器、个人视频录像机、视频电话及电视。基于PNX1700的强大处理能力，理论上一颗PNX1700可以完成8路CIF的MPEG4编码；同时为了满足应用的需要、还提供了很多视频专用功能，比如视频滤波、De-interlace处理、高分辨显示输出、OSD功能等，提供了网络和IDE接口，还提供了2路视频输入/输出接口。PNX1700还具有PCI/XIO总线，提供了很好的扩充能力，如USB、WI-FI等。

　　由于主/从DSP各有2路视频输入，所以总共可以实现4路视频输入，但需要通过PCI进行图像数据交换，才能实现4路图像的现场显示和资源合理分配。也就是主DSP采集完视频数据后必须通过DMA写入从DSP的内存，并通过中断告知从DSP；而从DSP采集完视频数据后也必须通过中断通知主DSP读取数据。这样就可以实现4画面的现场显示和4路双码流MPEG4编码设计，还可以减轻主DSP的负担，使主DSP可以有更多的资源来实现增值应用，如广告影片的播放，GPS行车定位和网络应用等。