ADSL的视频传输系统

基于ADSL的视频传输系统引言信息技术的不断发展使得人们不再满足于文字、语音等通信手段，融合文字、语音、图片、视频等媒介的多媒体通信应运而生，适应了当前人们的通信需求。而目前ADSL接入网技术已经成熟，并得到了广泛的应用，随之成为人们相互交流、获取各种信息的有效途径。ADSL接入网带宽大，为实时可靠地传输视频提供了很好的硬件基础。因此在ADSL网络上的视频传输成为了一个迫切需要解决的难点。本文讨论基于IP2022的ADSL接入网视频传输系统。将本地的视频图像传送到Internet上，使连接到Internet的远程主机可以随时随地地浏览本地视频。我们按照MPEG-4视频压缩标准，在DSP|芯片上实现高效视频压缩处理；根据PPPoE、PPP、TCP/IP等协议，使用IP2022网络处理芯片，提出了通过ADSL网络传输视频的完整解决方案，并对系统的硬件接口以及软件设计做了详细的描述，经实际测试，此系统实用性强，将在网络视频会议、小区家居智能化以及安防监控等领域具有非常好的应用前景。

1系统模型图1是本文讨论的系统模型。摄像头获取的图像以MPEG-4标准在DSP中进行压缩处理，生成低码流的视频数据，经过IP2022打包处理，由ADSL调制解调器发送到Internet上。工作流程可概括如下：(1)本地PC通过RS232串口，将用户名、密码、远程主机的IP地址及端口等信息写入IP|2022的内部FLASH中保存下来。(2)IP2022读出FLASH中的数据，配置相关的网络参数，使用ADSL用户名和密码按照PPPoE协议进行ADSL拨号连接。(3)拨号连接成功后，IP2022通过SPI数据接口接收视频数据，经过TCP、IP、PPP和PPPoE层等各层打包处理后，将数据通过10Base-T以太网接口传送给ADSL调制解调器，由其发送到Internet上。(4)连接到Internet的远程主机（视频接收端），通过接收软件可以实时浏览本地视频。系统设计

2硬件设计IP2022是美国UBICOM推出的一颗功能强大的网络通信处理器，处理器速度可达120~160MIPS，片上|有64KFlash、16KSRAM(program)、4KSRAM(data)、10位ADC。它采用软件模块的方式在芯片上实现多种通信接口，是业界领先的单芯片网络通信处理器，可以实现802.11b、802.11g、802.11a、Bluetooth、HomePlug、Ethernet、USB、MII、I2C、SPI、GPSI、UART等协议，适用于无线通信和embeddedInternet的应用。IP2022内含全双工硬件串/并(SerDes)模块，能直接与各种常用网络接口连接。可实现片内10Base-T以太网(MAC和PHY)USB，以及其他各种快速串行协议。由于其内含两个SerDe|s部件，能方便地从一种格式转换为另一种格式，所以也能作协议转换器。IP2022的工作频率为100MHz，大多数指令均为单周期执行，其吞吐量能满足各种新型网络连通应用的要求。IP2022以软件模块(ipModules)形式实现外设通信和控制功能，比传统硬件具有更大的系统设计灵活性，还提供了传输控制协议、网际协议、网络协议栈，并具有一系列完整的端到端连通方案所必须的附加软件。

3本文所设计系统的核心就是IP2022网络处理器，基于IP2022的系统原理框图如图2所示。

4在本系统中，使用了IP2022的两个Ser/Des硬件单元、一个Ser/Des软件单元以及TCP/IP协议栈、PPP协议|栈、UART协议栈、SPI协议栈等等。其中的一个Ser/Des硬件单元配置成SPI串口，与DSP视频处理器连接，接收其发来的视频数据。另一个Ser/Des硬件单元配置成10Base-T以太网口，与ADSL调制解调器连接，负责连接Internet并向其发送从SPI口接收到的视频数据。还有一个Ser/Des软件单元经过电平转换电路（MAX232）转换成标准的RS232接口，与本地的PC机连接，负责配置IP2022网络处理器的相关网络参数。系统时钟模块为硬件系统提供工作所需要的时钟脉冲，这部分比较简单，我们选择4.8MHz的无源晶振，经测试可保证系统稳定工作。程序的写入和调试是通过在线编程接|口实现的，IP2022支持在线编程和调试，该部分主要把IP2022的编程接口引出，加以适当的隔离保护，并通过SPI和主机并口的转换电路与调试主机的并口相连接。在本系统中，内部电压有两种，一种是接口设备所需要的3.3V，另一种是IP2022内核所需要的2.5V。这两种电压是经过电源转换模块转换而成。DSP视频处理器主要负责采集摄像头获取的图像，并对其进行压缩编码，得到低码率的视频数据，通过内部的主SPI接口模块把视频数据发送给IP2022网络处理器。软件设计软件设计的主要任务是按照PPPoE协议、PPP协议、TCP/IP协议实现ADSL网络接入，包含有本地RS232串口配置、拨号连接、S|PI口数据接收处理、TCP层数据传输等四个部分。首先对所使用的相关协议作一简单介绍，然后分别详细阐述软件四个组成部分的功能及实现。

5涉及协议介绍ADSL（AsymmetricalDigitalSubscriberLine，非对称数字用户环路）是一种能够通过普通电话线提供宽带数据业务的技术，是目前极具发展前景的一种接入技术。ADSL接入技术中，核心的是PPPoE协议。PPPoE（PointToPointProtocolOverEthernet）是以太网上传送PPP数据包的协议，它提供了在广播式的网络（如以太网）中多台主机连接到远端的访问集中器（我们对目前能完成上述功能的设备为宽带接入服|务器）上的一种标准。PPPOE协议共包括两个阶段，即PPPOE的发现阶段（PPPOEDiscoveryStage）和PPPOE的会话阶段（PPPOESessionStage）。在发现（Discovery）过程中，用户主机以广播方式寻找可以连接的所有的接入集线器，并