基于Blackfin561的JPEG2000 壓縮算法實(shí)現及優(yōu)化
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Blackfin561提供有各種各樣的微控制器型外設，包括UARTS、SPI、PPI控制器、支持PWM的定時(shí)器、看門(mén)狗定時(shí)器、實(shí)時(shí)時(shí)鐘和一個(gè)無(wú)縫同步和異步存儲器控制器。因而為設計師提供了巨大的設計靈活性，并最大限度地降低了終端系統成本。
(5)分層的存儲器架構
Blackfin561支持改進(jìn)的哈佛結構，該結構是具有分級的存儲器結構的組合。BF56l器件的地址總線(xiàn)寬度為32位，可以訪(fǎng)問(wèn)4G字節的地址空間。Blackfin處理器的存儲器架構在器件實(shí)現中可提供Level l(L1)和Level 2(L2)存儲模塊，并可以通過(guò)EBIU外接L3處理器(SDRAM、Flash等)。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/152240.htm
3 系統設計
本系統主要實(shí)現數字圖像的采集和壓縮處理。它有效利用了Blackfin561的專(zhuān)用視頻接口PPI和其它豐富的接口資源，具有設計簡(jiǎn)單、便于軟件編程的特點(diǎn)。圖2所示其系統工作流程及連接框圖。
由圖2可見(jiàn)，本系統首先由CCD攝像頭來(lái)采集圖像，輸入的模擬信號經(jīng)ADV7183視頻編碼芯片轉換成ITU一656格式的數字視頻流，該視頻流通過(guò)BF561的PPI傳輸到SDRAM。然后由DSP從SDRAM讀入圖像，并執行JPEG2000編碼操作，最后將壓縮視頻流輸入到輸出模塊進(jìn)行傳輸。輸出模塊由USB控制芯片ISPl362組成，可以實(shí)現系統和PC機的互連。FLASH用來(lái)存放加載文件LDR。
4 JPEG2000算法移植
如果用戶(hù)導入的Blackfin處理器的C代碼能夠兼容ANSI C語(yǔ)言，那么，就能直接在Blackfin上進(jìn)行構建并執行這個(gè)“現成的”代碼程序。但是結合嵌入式應用環(huán)境，移植時(shí)還需注意以下幾點(diǎn)：
首先要注意不同的平臺對數據類(lèi)型的長(cháng)度定義可能是不一樣的。在程序移植中可以對數據類(lèi)型使用typedef宏進(jìn)行定義，如“typedef intINT32；”這樣便于移植時(shí)更改。
其次，因為嵌入式系統中的存儲空間有限，而且是分級的，且不同級別的處理器大小和運算速度均不同。因此，在定義變量時(shí)需要考慮其存放地址。通過(guò)section(“存儲器段名”)語(yǔ)句可以將變量和代碼放入指定地址。其中“存儲器段名”可在ldf件中設置。
第三為了程序調用方便，PC平臺下的C程序會(huì )經(jīng)常使用大量的動(dòng)態(tài)內存分配(如calloc、realloc、new等)?？紤]到嵌入式系統的特點(diǎn)，即需要不停的循環(huán)處理，因此，應該用靜態(tài)數組代替動(dòng)態(tài)內存分配。這樣不僅可以避免動(dòng)態(tài)內存分配造成的內存碎片問(wèn)題，同時(shí)存儲結構也更加清楚明了。
此外，由于源程序中有許多文件操作，而嵌入式系統并不直接支持文件操作，所以應予以剔除，用讀寫(xiě)數組的方式來(lái)替代。
最后應注意Visual DSP++兼容的C語(yǔ)言庫函數。由于它不能識別malloc．h>等庫文件名稱(chēng)，而calloc、malloc等動(dòng)態(tài)內存分配函數均包含在stdlib．h>中。所以，若要使用malloc，只需在程序中包入stdlib．h>即可。注意以上幾點(diǎn)，C語(yǔ)言源程序就可以在VisualDSP++下運行，從而實(shí)現其功能了。
5 程序優(yōu)化
由于移植后的算法只是簡(jiǎn)單的實(shí)現了圖像編碼功能，而遠不能保證其實(shí)時(shí)性，因而需要對其進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化主要涉及浮點(diǎn)轉定點(diǎn)運算、代碼優(yōu)化和存儲器優(yōu)化。
5．1 浮點(diǎn)運算轉定點(diǎn)運算
Blackfin處理器是一款定點(diǎn)處理器。該處理器本身并不支持float、double等浮點(diǎn)數據類(lèi)型，而只能通過(guò)仿真實(shí)現，所以，用Blackfln直接進(jìn)行浮點(diǎn)運算是很費時(shí)的。因而應將小波變換及其它涉及浮點(diǎn)運算的模塊全部定點(diǎn)化。
可以將浮點(diǎn)系數乘以一個(gè)尺度因子，使其變換成整數。然后在運算過(guò)程中再除以尺度因子，這樣就避免了浮點(diǎn)操作。同時(shí)，Blackfin處理器是針對小數形式進(jìn)行優(yōu)化設計的，它提供了大量的運算指令，可以快速的執行定點(diǎn)和小數運算。若用匯編編寫(xiě)，則可以充分發(fā)揮處理器的性能，優(yōu)化幅度更大。下面給出小波變換定點(diǎn)化的一段程序：
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