ucos-ii在嵌入式智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)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(yīng)用的DSP，擁有豐富的外設(shè)接口和較好的系統(tǒng)擴(kuò)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(kuò)展SDRAM和網(wǎng)絡(luò)芯片。BF533工作在600MHz頻率，單個(gè)芯片即可完成對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)裙δ?。基于BF533的嵌入式系統(tǒng)的外圍電路主要可分為三個(gè)部分：圖像采集部分，網(wǎng)絡(luò)傳輸部分，存儲(chǔ)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(hào)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(hào)，支持兩路模擬輸入，解碼芯片通過(guò)I2C串行接口編程。

網(wǎng)絡(luò)傳輸部分采用LAN91C111芯片。這是SMSC公司為嵌入式應(yīng)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(dāng)作了是異步存儲(chǔ)空間，利用AMS3把它映射在BF533的0x20300000地址空間。這樣就可以通過(guò)DMA操作實(shí)現(xiàn)對(duì)LAN91C111內(nèi)部存儲(chǔ)空間讀寫操作，提高了傳輸效率并使復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程簡(jiǎn)單化。

存儲(chǔ)器部分BF533的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)是統(tǒng)一的4GB尋址空間。同步存儲(chǔ)器、異步存儲(chǔ)器、外設(shè)存儲(chǔ)空間和片內(nèi)存儲(chǔ)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(wú)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(chǔ)空間32MB，用于存儲(chǔ)圖像處理中的中間結(jié)果。另外，BF533支持四塊連續(xù)的異步存儲(chǔ)空間，每塊空間大小為1MB，地址從0x20000000到0x20400000，由相應(yīng)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(chǔ)空間。

2 ucos-ii的移植

ucos-ii是一種具有可剝奪實(shí)時(shí)內(nèi)核的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)，而且是免費(fèi)公開(kāi)源代碼、結(jié)構(gòu)小巧。其內(nèi)核提供任務(wù)調(diào)度與管理、時(shí)間管理、任務(wù)間同步與通信、內(nèi)存管理和中斷服務(wù)等功能，具有執(zhí)行效率高、占用空間小、實(shí)時(shí)性能優(yōu)良和可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)。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(guān)的部分用匯編語(yǔ)言編寫，其他絕大部分代碼采用C語(yǔ)言編寫。ucos-ii在硬件平臺(tái)上的移植主要分為兩大步驟：ucos-ii中與處理器相關(guān)的程序的修改、應(yīng)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(gòu)

所有的嵌入式操作系統(tǒng)都是與CPU密切相關(guān)的，做移植前需要熟悉被移植CPU平臺(tái)的硬件架構(gòu)和ucos-ii的運(yùn)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(gòu)。

圖2 系統(tǒng)架構(gòu)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(shù)細(xì)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(gè)內(nèi)容：

A 用#define設(shè)置一個(gè)常量的值（OS_CPU.H）;

B 聲明10個(gè)數(shù)據(jù)類型（OS_CPU.H）;

C 用#define聲明三個(gè)宏（OS_CPU.H）;

D 用C語(yǔ)言編寫六個(gè)簡(jiǎn)單的函數(shù)（OS_CPU_C.C）;

E 編寫四個(gè)匯編語(yǔ)言函數(shù)（OS_CPU_A.ASM）;

針對(duì)不同的CPU平臺(tái)，移植ucos-ii的過(guò)程也會(huì)有稍許不同。在本系統(tǒng)中，移植過(guò)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(duì)DSP硬件架構(gòu)的支持）;2）添加針對(duì)嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)硬件平臺(tái)的初始化及驅(qū)動(dòng)代碼。