ucos-ii在嵌入式智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應用

系統(tǒng)使用的主芯片是ADI公司Blackfin系列DSP中的BF533，這是一款專門面向視頻應用的DSP，擁有豐富的外設接口和較好的系統(tǒng)擴展性。本系統(tǒng)利用BF533的PPI接口采集數(shù)字圖像，利用芯片的EBIU總線，擴展SDRAM和網(wǎng)絡芯片。BF533工作在600MHz頻率，單個芯片即可完成對運動目標跟蹤和網(wǎng)絡傳輸?shù)裙δ堋；贐F533的嵌入式系統(tǒng)的外圍電路主要可分為三個部分：圖像采集部分，網(wǎng)絡傳輸部分，存儲器部分。系統(tǒng)硬
件框圖如圖1：

圖1 系統(tǒng)硬件框圖

圖像采集電路部分采用了TI公司的TVP5150A型視頻解碼芯片，它將NTSC/PAL/SECAM制式的視頻信號轉(zhuǎn)換成8bits的ITU-656格式，并按照YCbCr格式以4:2:2的比例轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號，支持兩路模擬輸入，解碼芯片通過I2C串行接口編程。

網(wǎng)絡傳輸部分采用LAN91C111芯片。這是SMSC公司為嵌入式應用系統(tǒng)推出的第三代快速以太網(wǎng)控制器。本系統(tǒng)中，LAN91C111被當作了是異步存儲空間，利用AMS3把它映射在BF533的0x20300000地址空間。這樣就可以通過DMA操作實現(xiàn)對LAN91C111內(nèi)部存儲空間讀寫操作，提高了傳輸效率并使復雜的網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸過程簡單化。

存儲器部分BF533的存儲結構是統(tǒng)一的4GB尋址空間。同步存儲器、異步存儲器、外設存儲空間和片內(nèi)存儲器全部統(tǒng)一映射在4GB的空間。BF533的EBIU接口中有專門的SDRAM控制單元SDC，可以和SDRAM無縫連接。BF533支持的SDRAM地址是從0x00000000到0x08000000的空間，最大128MB。本系統(tǒng)中使用MICRON公司的MT48LC系列SDRAM，存儲空間32MB，用于存儲圖像處理中的中間結果。另外，BF533支持四塊連續(xù)的異步存儲空間，每塊空間大小為1MB，地址從0x20000000到0x20400000，由相應的AMS0-AMS3引腳選擇使能。本系統(tǒng)使用的是ST公司的M29W系列FLASH，大小1MB。由AMS0片選使能，映射在BF533的第一塊異步存儲空間。

2 ucos-ii的移植

ucos-ii是一種具有可剝奪實時內(nèi)核的實時操作系統(tǒng)，而且是免費公開源代碼、結構小巧。其內(nèi)核提供任務調(diào)度與管理、時間管理、任務間同步與通信、內(nèi)存管理和中斷服務等功能，具有執(zhí)行效率高、占用空間小、實時性能優(yōu)良和可擴展性強等特點。最小內(nèi)核可編譯至2KB，適合小型控制系統(tǒng)。與CPU 硬件相關的部分用匯編語言編寫，其他絕大部分代碼采用C語言編寫。ucos-ii在硬件平臺上的移植主要分為兩大步驟：ucos-ii中與處理器相關的程序的修改、應用程序的添加。

2.1 ucos-ii與嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)的軟硬件架構

所有的嵌入式操作系統(tǒng)都是與CPU密切相關的，做移植前需要熟悉被移植CPU平臺的硬件架構和ucos-ii的運行原理，圖2是ucos-ii與本嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)的軟硬件架構。

圖2 系統(tǒng)架構圖

2.2 基于BF533的ucos-ii的移植

移植ucos-ii需要理解處理器及C編譯器的技術細節(jié)。處理器和編譯器滿足了ucos-ii的要求，并且已經(jīng)有了必要工具。移植工作通常包括以下幾個內(nèi)容：

A 用#define設置一個常量的值（OS_CPU.H）;

B 聲明10個數(shù)據(jù)類型（OS_CPU.H）;

C 用#define聲明三個宏（OS_CPU.H）;

D 用C語言編寫六個簡單的函數(shù)（OS_CPU_C.C）;

E 編寫四個匯編語言函數(shù)（OS_CPU_A.ASM）;

針對不同的CPU平臺，移植ucos-ii的過程也會有稍許不同。在本系統(tǒng)中，移植過程大致分為兩大部分：1）修改部分文件使ucos-ii與DSP能夠?qū)崿F(xiàn)良好的接口（主要指ucos-ii對DSP硬件架構的支持）;2）添加針對嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)硬件平臺的初始化及驅(qū)動代碼。