淺談嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器的設(shè)計
洪莉 周德新 查燕 2009/06/18
嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器是一種提供網(wǎng)絡(luò)視頻傳輸和共享的嵌入式設(shè)備,是為構(gòu)建高可靠性的多媒體數(shù)字監(jiān)控系統(tǒng)而設(shè)計開發(fā)的,廣泛應(yīng)用于分布式的安全監(jiān)控、交通監(jiān)控和工業(yè)監(jiān)控以及家庭監(jiān)控、視頻會議、可視電話等眾多領(lǐng)域。每個網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器都有自己的IP地址和網(wǎng)絡(luò)接口,可隨時隨地直接接入網(wǎng)絡(luò),獨立工作,無需專用軟件、專人管理,必將成為未來數(shù)字化監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。圖4 SDRAM與MPC860T的連接框圖
SDRAM的CLK信號由MPC860T的輸出時鐘CLKOUT驅(qū)動,/WE、/RAS和/CAS信號分別由UPMA的GPLA1~GPLA3產(chǎn)生。SDRAM的A10引腳要復(fù)用于SDRAM的刷新控制,因而必須與GPLAO相連(由于不方便連線圖中未畫出),因為MPC860T的GPLAO可以通過編程實現(xiàn)控制信號與地址信號的復(fù)用。MT48LC4M16A2內(nèi)部有12條行地址和8條列地址,行地址為高位地址,列地址為低位地址,而外部僅有12條地址信號A0~A11。這就需要對UPM對地址進(jìn)行復(fù)用。MPC860T支持內(nèi)部地址復(fù)用,可以通過UPM的RAM字中的AMX位進(jìn)行配置,同時將OR寄存器中的SAM位同時進(jìn)行配置。相關(guān)寄存器配置為:BR2=Ox0000081,說明:32位寬,無奇偶校驗,無寫保護(hù),選擇UPMA,基地址00000000;OR2=OxFF000A00,說明:16Mbyte容量,地址復(fù)用。
3.2 網(wǎng)絡(luò)接口
經(jīng)壓縮的視頻流由MPC860T封裝成IP包后,通過網(wǎng)絡(luò)接口送入Internet。采用MPC860T的FEC(Fast
Ethernet Controller)加上物理層芯片以及脈沖變壓器構(gòu)造一個10/100M以太網(wǎng)接口,由此實現(xiàn)上述功能。FEC提供一個標(biāo)準(zhǔn)的MII接口,MPC860T主要完成MII接口層以上的功能,而MII以下的物理層主要通過專用的物理層芯片實現(xiàn)。
4.系統(tǒng)的軟件設(shè)計
軟件設(shè)計包括:VxWorks操作系統(tǒng)的內(nèi)核生成和VxWorks下驅(qū)動程序與應(yīng)用程序的開發(fā)。VxWorks是美國Wind
River System公司推出的嵌入式實時開發(fā)環(huán)境,它是專門為嵌入式系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)的可裁減、高性能的操作系統(tǒng)。為了發(fā)揮VxWorks的功能并設(shè)計出可靠、高效的嵌入式系統(tǒng),還用到Tornado集成開發(fā)環(huán)境。TornadoII就是Wind
River公司推出的為了開發(fā)VxWorks應(yīng)用系統(tǒng)提供的集成開發(fā)環(huán)境,提供一種有效的方式開發(fā)嵌入式實時應(yīng)用程序,同時對目標(biāo)機系統(tǒng)的影響做到最小。
圖5 軟件結(jié)構(gòu)框圖
本系統(tǒng)中軟件的架構(gòu)如圖5所示,主要包括:
1)硬件底層驅(qū)動程序,包括BSP的開發(fā)、操作系統(tǒng)的裁剪和移植、文件系統(tǒng)的開發(fā)和應(yīng)用等。設(shè)備驅(qū)動程序是直接控制設(shè)備操作的程序,也是設(shè)備上層的一個軟件接口,功能是對I/O進(jìn)行操作。只要系統(tǒng)訪問設(shè)備就會調(diào)用驅(qū)動,從這一點可以看出,驅(qū)動程序不能自動執(zhí)行,只能被系統(tǒng)或應(yīng)用程序調(diào)用。設(shè)備驅(qū)動程序通常包含六個主要功能:對設(shè)備進(jìn)行初始化、打開設(shè)備操作、關(guān)閉設(shè)備操作、從設(shè)備上接收數(shù)據(jù)并提交給系統(tǒng)、把數(shù)據(jù)從主機上發(fā)送給設(shè)備和對設(shè)備進(jìn)行控制操作。
2)應(yīng)用程序的設(shè)計,它包括以下三個模塊:TVP5150的數(shù)據(jù)采集、視頻編碼、數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)功能。其中TVP5150的數(shù)據(jù)采集模塊包括對TVP5150初始化,工作參數(shù)和反饋狀態(tài)信息的設(shè)置等。視頻解碼模塊除了完成對AT2042的驅(qū)動,還為上層應(yīng)用提供配置管理接口。網(wǎng)絡(luò)功能模塊包括音視頻編碼數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能等子模塊。
5.結(jié)束語
本文作者創(chuàng)新點是采用MCU+CODEC的硬件結(jié)構(gòu),較其他的采用DSP單芯片的系統(tǒng),具有系統(tǒng)集成度高,體積小、功耗低、性能穩(wěn)定等優(yōu)點。并且,作為MCU的MPC860T內(nèi)部集成有FEC,使硬件設(shè)計更簡單。同時,
VxWorks嵌入式操作系統(tǒng)的采用使系統(tǒng)具有很好的實時性。相信網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器在當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)時代將有廣闊的應(yīng)用前景。
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