嵌入式操作系統(tǒng)在實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)中的應(yīng)用-全文預(yù)覽
【正文】 成的是用戶接口控制, 必須擁有高的優(yōu)先級(jí)使接口輸入和響應(yīng)時(shí)間容易控制。這就需要從數(shù)據(jù)流的分析入手, 對(duì)系統(tǒng)的功能進(jìn)行劃分 , 根據(jù)數(shù)據(jù)流圖中數(shù)據(jù)的變換 , 分別確定并行和. . . . 參考順序執(zhí)行的變換, 從而構(gòu)造不同的任務(wù)。如何基于嵌入式微內(nèi)核, 更好地將系統(tǒng)應(yīng)用劃分成一個(gè)個(gè)的并行是系統(tǒng)協(xié)調(diào)工作、嵌入式微內(nèi)核充分發(fā)揮作用、簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)復(fù)雜性的基礎(chǔ)。系統(tǒng)還提供了硬件抽象層, 允許開(kāi)發(fā)者對(duì)于算法進(jìn)行口對(duì)口連接, 為可移植性提供了良好保障, 開(kāi)發(fā)者可輕松地將系統(tǒng)升級(jí)到更高端的DSP 系統(tǒng)。該專(zhuān)用內(nèi)核采用獨(dú)特的分層方式和模塊化的設(shè)計(jì), 對(duì)強(qiáng)實(shí)時(shí)的多任務(wù)處理和高速中斷提供了有力的支持。但是, 需要處理的數(shù)據(jù)量變得越來(lái)越大, 而處理的時(shí)間卻要求越來(lái)越短, 采用多 DSP 并行的方式就不可避免。要求并行處理系統(tǒng)能適應(yīng)不同算法的并行處理結(jié)構(gòu), 因此系統(tǒng)控制軟件必須具有任務(wù)調(diào)度、資源分配、進(jìn)程管理等功能以及支持系統(tǒng)計(jì)算能力的擴(kuò)展。傳統(tǒng)的圖像采集系統(tǒng)由于技術(shù)的限制，使用的都是低速的 A/D 轉(zhuǎn)換器，由于芯片和總線結(jié)構(gòu)本身的限制，采集速度一直難以提高。 .............................................1 ....................................................1 .............................................1 Virtuoso 4. 2 的特點(diǎn)介紹 ............................................1 事實(shí)圖像處理系統(tǒng)的嵌入式系統(tǒng)軟件的實(shí)現(xiàn)...............................2 主處理器模塊 ........................................................4 單 DSP 上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn) ..............................................4 用兩片 DSP 進(jìn)行調(diào)試..............................................4 ...................................................5 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架 .....................................................5 視頻圖像采集模塊................................................7 視頻圖像輸出模塊 ...............................................8 報(bào)警模塊.......................................................9 系統(tǒng)軟件功能設(shè)計(jì) ..................................................10 .....................................12 ...........................................15 參考文獻(xiàn) .............................................16. . . . 參考嵌入式操作系統(tǒng)在實(shí)時(shí)圖像處理系統(tǒng)中的應(yīng)用 隨著電子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，視頻監(jiān)控、視頻圖像的采集和處理得到了廣泛的應(yīng)用。 由于對(duì)實(shí)時(shí)性能的苛求, 圖像信息處理系統(tǒng)大多采用監(jiān)控軟件的方式來(lái)保證應(yīng)用軟件的正常運(yùn)行。系統(tǒng)資源的分配是靜態(tài)的, 數(shù)據(jù)流是固定的, 沒(méi)有資源管理、任務(wù)調(diào)度和并發(fā)處理的功能。 Virtuoso 4. 2 的特點(diǎn)介紹 1) 提供了專(zhuān)為DSP 優(yōu)化的可擴(kuò)展專(zhuān)用內(nèi)核。處理器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的改變并不影響應(yīng)用程序的確定行為, 這種獨(dú)特的設(shè)計(jì)使對(duì)多處理器系統(tǒng)的編程就象對(duì)單處理器一樣簡(jiǎn)單。1) 任務(wù)的劃分和并發(fā)機(jī)制 嵌入式微內(nèi)核為多任務(wù)創(chuàng)建運(yùn)行環(huán)境, 擔(dān)負(fù)著任務(wù)管理、任務(wù)控制、任務(wù)間的通信、任務(wù)的同步與互斥等功能, 而嵌入式系統(tǒng)軟件是系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。決定系統(tǒng)中任務(wù)劃分和并行性的最主要的因素是系統(tǒng)中所實(shí)現(xiàn)功能間的異步關(guān)系。系統(tǒng)監(jiān)控、系統(tǒng)自檢用于處理系統(tǒng)內(nèi)部事件, 根據(jù)系統(tǒng)的命令來(lái)執(zhí)行, 屬于異步任務(wù)。考慮到系統(tǒng)的執(zhí)行效率和各個(gè)處理器的利用率, 可以通過(guò)Virtuoso 的集成開(kāi)發(fā)環(huán)境對(duì)各處理器的任務(wù)進(jìn)行負(fù)載分析, 使處理器的利用達(dá)到均衡。而對(duì)于流水線結(jié)構(gòu), 不同的DSP 承擔(dān)不同的任務(wù), 任務(wù)可以是不同的算法, 也可以是同一算法的不同階段。針對(duì)設(shè)計(jì)的圖像信息處理硬件系統(tǒng)中DSP 采用的是ADSP21060, 按照該芯片的特點(diǎn), 決定系統(tǒng)的圖像數(shù)據(jù)利用 ADSP21060 的LINKPORT, 通過(guò)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的高速DMA 方式實(shí)現(xiàn)傳輸, 而且不同的圖像處理算法需要處理的圖像區(qū)域不同,根據(jù)需求對(duì)圖像進(jìn)行區(qū)域傳輸減小了圖像傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量。消息傳輸包括系統(tǒng)消息的傳遞和透明的進(jìn)程之間同步狀態(tài)信息的傳遞。硬件請(qǐng)求、系統(tǒng)消息、進(jìn)程的狀態(tài)信息都擁有自己的優(yōu)先級(jí)來(lái)表示它的緊迫度。對(duì)于各個(gè)任務(wù)的共享資源, 例如: 共享總線、LINKPORT 口、存儲(chǔ)器等硬件資源的占用 , 則是根據(jù)各個(gè)任務(wù)的需要, 進(jìn)行動(dòng)態(tài)分配、使用和釋放的。 DSP 上進(jìn)行的實(shí)驗(yàn) 將基于多尺度對(duì)比度圖像融合方法及性能評(píng)價(jià)的算法( 以下簡(jiǎn)稱(chēng)為校正算法) 作為一個(gè)任務(wù)在系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn), 系統(tǒng)中還存在其他任務(wù): 消息處理、圖像數(shù)據(jù)輸入、結(jié)果圖像輸出和IDLE 任務(wù)。其中, . . . . 參考橫軸代表時(shí)間( ms) 。并上方曲線代表處理器Node1 上的負(fù)載情況, 下方是處理器Node2 的負(fù)載情況, 橫軸代表時(shí)間( ms) 。可以看出, 2 片DSP的負(fù)載不均衡。 表 2 在不同 DSP 片數(shù)各子任務(wù)的運(yùn)行時(shí)間 ms5 軟件設(shè)計(jì). . .
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