基于视频编码芯片MG3500的数字视频记录仪的硬件设计

孙永林

【摘 要】飞机平显、多功能显示器等6路彩色视频和机内外通话、语音告警等音频信息，是分析飞行员训练水平、作战能力和机载设备故障的重要信息来源，在日常训练中发挥极为重要的作用。叙述了基于视频编码芯片MG3500的机载多路数字音视频记录系统的硬件设计与实现。

【关键词】MG3500；视频记录仪；ARM

0 引言

当今世界上较先进的战机均有视频记录系统，用于记录飞行、作战时的各种音视频信息，对于作战指挥、训练评估具有重要意义。传统的机载视频记录系统采用磁带结构，磁带上记录的数据是未经压缩的原始数据，数据量较大，信息记录时间短，且回放效果差、画面分辨率低、不流畅。而且由于飞机上震动较强，磁带机的记录采用的是机械操作，要想保证可靠记录对机械部分性能要求极高，需要众多的加固措施，故磁带记录机的体积和重量一般都较大，占用了较大的机舱空间。模拟视频记录系统采用磁带作为存储介质，数据存储会耗费大量的磁带；图像记录与检索无法同时进行，且无法远程检索；图像检索采用线性方式，需要反复倒带，速度很慢，且磁头磨损严重；信息复制能力差，每复制一次图像就劣化一次；系统维护费用昂贵。随着电子技术的发展，超大规模集成电路及专用视频压缩处理芯片产生并迅速发展，同时随着半导体存储技术的发展，半导体存储器的容量也越来越大，数字视频压缩技术不断提高，采用嵌入式系统和高效的视频压缩编码标准构建机载视频压缩系统取代传统磁带机构已成为必然。

本文提出基于MG3500视频压缩板为硬件核心的机载视频记录系统，该系统工作可靠能够满足系统性能需求。

1 数字视频记录仪硬件平台

应用于某型飞机的视频记录仪硬件主要由压缩记录单元（CRM）、母板单元（CDM）、电源单元（CEM）三个外场可更换单元组成。

压缩记录单元是本系统的核心，为了实现高效高质量视频压缩，本方案采用最新视频压缩标准H.264实现压缩记录。

H.264算法具有很高的效率，但是其运算量非常大，需要借助于专用硬件来实现实时高分辨率的视频压缩。该方案选择了高性能H.264专用压缩和处理芯片MG3500完成对视频的实时高效压缩，主控单元采用嵌入式处理器ARM9来实现。压缩单元由1块ARM控制编解码芯片实现对1路视频和1路音频的压缩并可实现视频的回放。压缩记录单元原理图如图2所示。差分的Y+/Y-/C+/C-视频信号经过AD813变成单端的Y/C信号，然后经过ADV7180模数转换，变成bt.656格式的数据流，送进MG3500综合信息处理芯片，经过压缩、转换和音视频的同步，经USB接口写入电子硬盘，并可以通过AD7179实现机上视频回放。音频信号通过TLV320转换成MG3500能够识别的数字电平信号。数字视频记录仪的故障代码能够记录在机载数据记录设备中，并能通过地面工作站进行分析；同时数字视频记录仪的工作情况会记录在电子盘上，可利用该记录信息深入分析故障原因。

2 结束语

该系统可记录飞机平显、多功能显示器等6路彩色视频和机内外通话、语音告警等音频信息，记录时戳与机上飞参、总线数据记录信息同步，可用于综合评估判定，是分析飞行员训练水平、作战能力和机载设备故障的重要信息来源，在历次演练、日常训练中发挥极为重要的作用。

【参考文献】

[1]程伟，继章，悦雷.一种机载数字视频记录系统的研制[J].计算机工程与应用， 2004，40（8）：226-230.

[2]周东林，孙凤云.机载视频记录发展研究[J].电光与控制，2001（2）：20-25.

[3]黄卫农，赖宏彬，陈健.MPEG-4视频编码算法结构分析[J].电视技术，2000（7）：12-14.

[4]陈莉君.Linux操作系统内核分析[M].北京：人民邮电出版社，2000.

[5]张立东，张登福，毕笃彦.视频编码芯片W99200在军用机载音视频记录系统中的应用[J].信号处理，2001（11）.

[责任编辑：刘展]