一個嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

(2) 音頻編解碼器模塊：主要是完成模擬音頻到數(shù)字音頻的解碼工作，采樣速率32K bps。

(3) MPEG-4壓縮處理器模塊：數(shù)字視頻數(shù)據(jù)編碼壓縮工作由INTIME公司設(shè)計的IME6410視/音頻壓縮處理器完成。微控制器通過主機接口對IME6410配置和接收壓縮得到的視頻碼流。

(4) SDRAM模塊：IME6410和網(wǎng)絡(luò)處理器S3C2500B各需要一片SDRAM，為DSP和網(wǎng)絡(luò)處理器中程序運行提供外部存儲器。

(5) FLASH模塊：用來存儲DSP和網(wǎng)絡(luò)處理器中運行的程序。

(6) 網(wǎng)絡(luò)處理器模塊：選用SAMSUNG的ARM940T內(nèi)核的S3C2500B網(wǎng)絡(luò)處理器，S3C2500B將編碼后的視頻/音頻數(shù)據(jù)流打包形成標準的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流并傳輸?shù)揭蛱鼐W(wǎng)中。用戶可通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送命令，對IP編碼器進行參數(shù)調(diào)整，例如編碼的幀率、編碼效率、圖像質(zhì)量、IP地址設(shè)定等。

(7) 異步串口：支持RS-232、RS-422/485等多種協(xié)議，用于和PC通訊和控制攝像頭。用戶可根據(jù)需要設(shè)置系統(tǒng)的工作參數(shù)，例如網(wǎng)絡(luò)的IP地址，編碼的幀率、編碼效率、圖像質(zhì)量等。

(8) I/O模塊：通用I/O接口可以滿足用戶的控制目的，例如攝像機的鏡頭焦距控制等。

(9) PHY層網(wǎng)絡(luò)接口：完成調(diào)制、解調(diào)功能。

3 嵌入式視頻服務(wù)器軟件的設(shè)計與實現(xiàn)

uCLinux具有精巧、高效的內(nèi)核，完整的網(wǎng)絡(luò)功能和良好的可裁剪性，它內(nèi)置的TCP/IP協(xié)議找、良好的開放性和可擴展性以及高效的任務(wù)管理，能夠滿足數(shù)字視頻服務(wù)器的要求[5]。

本視頻服務(wù)器采用了uCLinux作為嵌入式操作系統(tǒng)，移植BLOB作為系統(tǒng)引導(dǎo)模塊，移植ez-ipupdate實現(xiàn)動態(tài)域名解析，使用在系統(tǒng)內(nèi)核態(tài)下編寫的driver實現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的獲取，使用在系統(tǒng)用戶態(tài)下編寫的應(yīng)用服務(wù)程序iplay實現(xiàn)組幀、發(fā)送以及與用戶交互等功能。

3.1 系統(tǒng)引導(dǎo)模塊

系統(tǒng)引導(dǎo)模塊LOADER移植自BLOB(Boot Loader OBject)項目，它是LART項目的系統(tǒng)引導(dǎo)模塊。移植的BLOB的發(fā)行版是BLOB-2.0.5-pre2，編譯器使用arm-linux- toolchain。由于視頻服務(wù)器上的硬件環(huán)境與處理器SAMAUNG的S3C2500B的軟件開發(fā)包SMDK2500中的配置有所不同，因此對 BLOB中的源代碼在移植過程中作出了修改。以下是對BLOB程序做出的具體修改。

(1) 串口參數(shù)代碼修改

由于視頻服務(wù)器上的串口時鐘源和SMDK2500不一樣，因此對文件“/src/lib/serial-s3c2500.c”做出修改。

(2) 修改BLOB程序中各塊在內(nèi)存中的分布。

因為BLOB中的各部分內(nèi)存分配和SMDK2500不一樣，因此需要修改內(nèi)存分配的預(yù)定義。修改文件是“include/BLOB/arch/smdk2500.h”。

(3) 增加對網(wǎng)卡支持

由于BLOB只支持一個網(wǎng)口，且只能在編譯前指定使用使用WAN還是LAN，故首先在編譯配置時添加：enable-network，這個指定修改在文件“/src/BLOB/smdk2500.c”中。為了在網(wǎng)絡(luò)中避免地址沖突，需要為本機網(wǎng)卡設(shè)置唯一的MAC地址。這個修改在文件“src /lib/ether.c”中。

(4) 修改啟動延時

針對本系統(tǒng)的啟動延時，修改文件“src/BLOB/main.c”中的原設(shè)置時間。

3.2 系統(tǒng)內(nèi)核的移植

系統(tǒng)內(nèi)核Kernel是基于uClinux-dist-20040408的uClinux的分發(fā)版，下面是移植的修改部分。

(1) 修改時鐘頻率的設(shè)置

修改的原因是目標版與評估版采用的時鐘源不一樣。需要修改的文件為“uClinux-dist/linux-2.4.x/arch/armnommu/mach-SMDK2500/config.c”。

(2) 添加支持從flash中獲取MAC地址

為了防止網(wǎng)絡(luò)上出現(xiàn)MAC地址重復(fù)的情況，采用了從flash中直接讀取BLOB中設(shè)定的MAC地址。在此需修改在文件“uClinux- dist/linux-2.4.x/arch/armnommu/mach-SMDK2500/readf.c”中相關(guān)的調(diào)用函數(shù)實現(xiàn)調(diào)用自己的函數(shù)。添加的自定義函數(shù)用來從flash的BLOB區(qū)域中指定的位置來獲取MAC參數(shù)，然后向系統(tǒng)內(nèi)核kernel提供獲取的MAC參數(shù)內(nèi)容。

(3) 添加kernel中對GPIO口通用操作的支持

為了在系統(tǒng)內(nèi)核kernel中調(diào)試和使用GPIO提供統(tǒng)一的調(diào)用接口，需要修改文件為“uClinux-dist/linux-2.4.x/arch/armnommu/mach-SMDK2500/lmhgpio.c” 。

(4) 修改有關(guān)內(nèi)存分配的內(nèi)容

為了使系統(tǒng)支持內(nèi)存GFP_DMA方式的內(nèi)存分配，需要修改文件“uClinux-dist/linux-2.4.x/mmnommu/page_alloc2.c”。