ucos-ii在嵌入式智能視頻監控系統中的應用

系統使用的主芯片是ADI公司Blackfin系列DSP中的BF533，這是一款專(zhuān)門(mén)面向視頻應用的DSP，擁有豐富的外設接口和較好的系統擴展性。本系統利用BF533的PPI接口采集數字圖像，利用芯片的EBIU總線(xiàn)，擴展SDRAM和網(wǎng)絡(luò )芯片。BF533工作在600MHz頻率，單個(gè)芯片即可完成對運動(dòng)目標跟蹤和網(wǎng)絡(luò )傳輸等功能?；贐F533的嵌入式系統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，存儲器部分。系統硬
件框圖如圖1：

圖1 系統硬件框圖

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制式的視頻信號轉換成8bits的ITU-656格式，并按照YCbCr格式以4:2:2的比例轉化成數字信號，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公司為嵌入式應用系統推出的第三代快速以太網(wǎng)控制器。本系統中，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(guò)DMA操作實(shí)現對LAN91C111內部存儲空間讀寫(xiě)操作，提高了傳輸效率并使復雜的網(wǎng)絡(luò )數據傳輸過(guò)程簡(jiǎn)單化。

存儲器部分BF533的存儲結構是統一的4GB尋址空間。同步存儲器、異步存儲器、外設存儲空間和片內存儲器全部統一映射在4GB的空間。BF533的EBIU接口中有專(zhuān)門(mén)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(shí)時(shí)內核的實(shí)時(shí)操作系統，而且是免費公開(kāi)源代碼、結構小巧。其內核提供任務(wù)調度與管理、時(shí)間管理、任務(wù)間同步與通信、內存管理和中斷服務(wù)等功能，具有執行效率高、占用空間小、實(shí)時(shí)性能優(yōu)良和可擴展性強等特點(diǎn)。最小內核可編譯至2KB，適合小型控制系統。與CPU 硬件相關(guān)的部分用匯編語(yǔ)言編寫(xiě)，其他絕大部分代碼采用C語(yǔ)言編寫(xiě)。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(guān)的程序的修改、應用程序的添加。

2.1 ucos-ii與嵌入式監控系統的軟硬件架構

所有的嵌入式操作系統都是與CPU密切相關(guān)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與本嵌入式監控系統的軟硬件架構。

圖2 系統架構圖

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(shù)細節。處理器和編譯器滿(mǎn)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)內容：

A 用#define設置一個(gè)常量的值（OS_CPU.H）;

B 聲明10個(gè)數據類(lèi)型（OS_CPU.H）;

C 用#define聲明三個(gè)宏（OS_CPU.H）;

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

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

針對不同的CPU平臺，移植ucos-ii的過(guò)程也會(huì )有稍許不同。在本系統中，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能夠實(shí)現良好的接口（主要指ucos-ii對DSP硬件架構的支持）;2）添加針對嵌入式監控系統硬件平臺的初始化及驅動(dòng)代碼。