基于MAX64180的無線視頻監控系統的硬件設計與實現

摘要：本文介紹了基于MAX64180的無線視頻監控系統，分析了系統的總體結構，并重點闡述了系統硬件的設計與實現。

關鍵詞：MAX64180；無線視頻監控；3G；EMC

DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2013.2.020

目前國內無線視頻監控系統的研究有了很大的發展，但是對無線視頻監控系統的研究還不夠成熟，本文采用美信公司的MAX64180作為系統核心處理器，利用WCDMA無線上網卡ZTE-A371進行數據無線發射和接收，詳細介紹了3G無線視頻監控系統的硬件設計方案以及高速PCB設計中信號完整性，闡述了無線視頻監控系統原理圖設計中EMC器件的選擇和PCB設計中EMC注意事項。

本系統主要由視頻采集前端、視頻服務器和客戶端三部分組成。無線視頻監控系統是一個基于MAX64180處理器、Web服務器和Linux操作系統的嵌入式系統，它的主要功能是對攝像頭采集到的圖像進行H.264壓縮編碼，并對編碼后的圖像通過3G無線網絡進行傳輸。客戶端通過Web瀏覽器訪問視頻服務器來觀看攝像頭采集到的圖像，從而實現遠程視頻監控，無線視頻監控系統總體結構如圖1所示。

系統硬件由電源管理芯片（美信MAX8668ETEX和MAX1556ETB）、攝像頭模組（Ominivison OV7675）、3G無線模塊（中興ZTE-A371）、雙核處理器（美信MAX64180）、DDR2（現代H5PS5162FFR-Y5C）、串行FLASH（ST MX25L12845EZNI-10G）和串行EEPROM（MXIC M95128-RDW6TP）等組成。MAX64180是美信公司（MAXIM）推出的一款完全集成HD攝像機的SoC，組合了高性能音頻/視頻子系統以及H.264壓縮編解碼器、支持系統管理的ARM9處理器、提供數據安全保護的AES/SHA加速器、用于I/O控制和系統集成的外圍接口主控制器。系統硬件結構如圖2所示。

電源模塊設計

MAX64180供電需要三種電源，一種是內核電源（1.05V±5%），一種是SDRAM電源（1.8V±0.1V），另一種是I/O電源（3.3V±5%）。電源電路設計采用的是美信公司的電源管理芯片MAX8668ETEX和MAX1556ETB，其中MAX1556ETB主要給DDR SDRAM供電，其它部分由MAX8668ETEX供電。電源設計要考慮電源IC散熱問題，主要針對內置電源調制器的高壓驅動芯片。假如芯片

EMC設計最常用的元件。共模電感在平衡線路中能有效地抑制共模干擾信號，而對線路正常傳輸的差模信號無影響。磁珠專用于抑制信號線、電源線上的高頻干擾和尖峰干擾，它也具有吸收靜電放電脈沖干擾的能力。穿心電容之所以能有效地濾除高頻噪聲，是因為穿心電容不僅沒有引線電感造成電容諧振頻率過低的問題，而且穿心電容可以直接安裝在金屬面板上，利用金屬面板起到高頻隔離的作用。穿心電容最大的弱點是怕高溫和溫度沖擊。

PCB中EMC設計要求

（1）保證每個IC的電源PIN都有一個0.1μF 的去耦電容。（2）I/O電路EMC器件盡量靠近I/O口。（3）建議先走時鐘線，頻率大于66MHz的時鐘線，每條過孔數不得超過兩個，所有時鐘線需包地處理。信號組包括BA[]，ADDR[]，RAS#，CAS#，WE；數據信號組DQ、DQS、DM，其中每個字節又是內部的一個信道LANE組，如DQ0～DQ7，LDQS，LDQS#，LDM為一個信號組。

PCB疊層

對六層板來說一般的疊層都是top、GND、singnal2、singnal3、POWER、botom，信號一般情況下以GND作為參考平面比較好。走線的阻抗由走線寬度、走線的銅箔厚度、走線到參考平面的距離、參考平面的銅箔厚度和板介質材料決定，PCB設計的時候應該遵守CPU廠家阻抗設計要求來設置疊層。

本文詳細介紹了基于MAX64180的無線視頻監控系統的硬件設計方案，給出了各個模塊設計電路并作了簡單的分析。采用高集成度主控和串行Flash節省了PCB空間，此方案開發的產品具有體積小、性能穩定等特點。產品投放市場后得到用戶的一直好評。