【正文】 L／ nux具備一整套工具鏈 容易自行建立嵌入式系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境 、交叉運行環(huán)境，并且可以跨越嵌入 式系統(tǒng)開發(fā)中仿真工具的障礙． 2． 2． 1嵌入式 LINUX操作系統(tǒng)內核結構 lAnux內核主要由 5個子系統(tǒng)組成：進程調度、內存管理、虛擬文件系統(tǒng)、 網絡接口、進程間通信。 嵌入式 I． Jnux是按照嵌入式操作系統(tǒng)的要求而設計的一種小型操作系統(tǒng)。 2． 2嵌入式 LINUX操作系統(tǒng) 在大型嵌入式應用系統(tǒng)中，為了使嵌入式開發(fā)更加方便、快捷，需要具備 一種穩(wěn)定、安全的軟件模塊集合，用以管理存儲器分配、中斷處理、任務間通 信和定時器響應，以及提供多任務處理等，這就是嵌入式操作系統(tǒng)。同時， s3C2410X有兩個鎖相環(huán)，一 個用于前面提到的 FCLK、 HCLK和 PCL飚另一個用于 USB設備，稱為 UPLL． $3C2410X支持 HCLK、 PCLK和 FCLK的分頻選擇，其比率是通過 HDIVN, PDⅣ N寄存器控制的． S3a弭 10x有四種電源管理模式： NORMAL模式、 SLOW模式、 IDLE模 式和 P01^， ER餅 F，通過這四種模式有效地控 制了功耗． 4． DMA $3C2410X支持 4通道 DMA控制器。其中， MMU可以管理虛擬內存，高速緩存由獨立的 16KB地址和 16KB數 據高速 Cache組成。 ● 設置當前程序狀態(tài)寄存器 CPSR中的相應位。 1． ARM中異常中斷的種類 ARM體系中的異常中斷如表 2． 1所示【 4l。 咖 (加載， 存儲 )結構，即只 有 Load／ Store指令可與存儲器打交道，其余指令都不允許進行 存儲器操作。 ARM內核采用相對簡單的 5級流水線 ，另外， ARM內核還革命性地采用 16位 Thumb指令集。 基于嵌入式設備的監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)點是：由于這種系統(tǒng)的硬件是一個同處理 2 第 1章緒論 器和操作系統(tǒng)捆綁較為緊密、功能專一、專門設計的獨立的設備，不像插卡系 統(tǒng)那樣受通用計算機系統(tǒng)中其它軟件硬件的影響，因此性能上更穩(wěn)定，且便于 安裝、維護。視頻監(jiān)控技術的發(fā)展大致可分為三個階段：即本地模 擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)，基于 Pc的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，基于嵌入式技術的網絡視頻監(jiān)控 l 第 1章緒論 系統(tǒng)。 學 位論文版權使用授權書 本學位論文作者完全了解直昌太堂有關保留、使用學位論文的規(guī)定， 有權保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和磁盤，允許論文被查閱 和借閱。其中 創(chuàng)新地提出了從 nandflash啟動 UBOOT具體設計方法．為了完成系統(tǒng)進一步 的視頻采集工作，系統(tǒng)實現了 USB數碼攝像頭的驅動．在應用程序開發(fā)過程中， 首先設計了基于 Vidc04Linux的視頻采集程序，并采用 mmap(內存映射 )方式截 取圖片．其次重點分析了蛐陀 CH編碼模型 XVID程序中的運動估計部分，并 研究了半像素快速搜索算法，從而減少了搜索點數提高了運算速度。目前視頻監(jiān)控正向著數字化、網絡化的方向發(fā)展。 本課題為在 ARM平臺實現網絡視頻監(jiān)控的設計做了有益的探索性嘗試， 對今后進一步完成遠程嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設計有著積極的意義． 關鍵詞：視頻監(jiān)控； S3CMl∞ 【； Linux； MPF好 4 Ⅱ Video surveillance system is a integrated technology,including puter, munication and digital video technology． At present the video surveillance system is developing at digitization and work． An embedded system device is key to video soIveillance based on work． It should be able to gather video data and carry on data through work． This article introduced a method of work video surveillance system based Oil Linux． At first,has analyzed a design plan of work surveillance system from the whole,introduced the hardware and the software system,and discussed emphasisly MPEG4 encoding on ARM proceasor． Next constructed arlnlinllx in the ARM hardware platform soccessly including Bootloader design,confignrmg linux kernel as well as JFFS2 file system ． Starting UBOOT fiom nandflash is a new method． In order to plete next work,the paper has realized the driver of USB camera ． In the application programmm舀 has first designed video gathering program based on the Vide04Linux。卻 季導師簽名(手寫】： ： l 簽字日期：勺卻年毛月、 7日 ＼ 簽字日期： 7岬年 J月 f 7日 學位論文作者畢業(yè)后去向： 工作單位： 電話： 通訊地址： 郵編： 第 1章緒論 第 1章緒論 I． I引言 視頻監(jiān)控技術一直是人們關注的應用技術熱點之一，它以其直觀、方便、 信息內容豐富的特點被廣泛的應用于許多場合．視頻監(jiān)控系統(tǒng)是 i39。 基于 PC的視頻監(jiān)控系統(tǒng)終端功能較強，便于現場操作。國內在這方面的研究剛起步，大多數是代理國外廠商的 現成產品，從事實際研究的單位不多．國內同類產品大多為一到兩路輸入，功 能較少。所有的這些措施使得 ARM內核擁有最 簡單的結構，從而減小了 ARM內核的芯片面積，減少了開發(fā)、升級、優(yōu)化內 核的成木，芯片面積的減小也直接導致了功耗 和價格的降低． ARM的應用領域有開發(fā)式應用平臺，包括無線設備、消費產品以及成像設 各等；實時嵌入式應用，包括存儲設備、汽車、工業(yè)和網絡設備；安全系統(tǒng)， 包括信用卡和 SIM卡等。 4．兩種處理器工作狀態(tài) ARM處理器有兩種工作狀態(tài)： ARM狀態(tài) (執(zhí)行32位 ARM指令 )和 Thumb 狀態(tài) (執(zhí)行 16位 Thumb指令 )． 5．嵌入式在線仿真調試 ARM體系結構的處理器芯片都嵌入了在線仿真ICERT邏輯，便于通過 YrAG來仿真調試芯片，省去了價格昂貴的在線仿真器． 6．靈活方便的接口 ARM體系結構具有協(xié)處理器 接口，允許接 6個協(xié)處理器。 數據訪問終止 若處理器數據訪問指令的地址不存在，或該地址不允許當 (DataAbort) 前指令訪問時，產生數據終止異常． 當處理器的外部中斷請求引腳有效，且 a瞎 R中的 I位為 外部中斷 O時，產生 mQ異常。 2． 1． 3 ARM體系結 構對操作系統(tǒng)的支持 操作系統(tǒng)的任務是提供一個環(huán)境，使得當多道程序并行執(zhí)行時，進程間不 良沖突的威脅最小，同時又能安全的共享數據。 S3C2410)(結構框圖如 圖 2． 1所示： S3CMl0X的資源包括： 1．內存控制器 $3C2410X的內存控制器為外部內存訪問提供了內存控制信號，包括總線 寬度和等待控制寄存器、組控制寄存器、 RE舳 H控制寄存器、 amp。每 一個 DMA通道有 9個控制寄存器 ((4個通道共計 36個寄存器 )， 6個用來控制 8 第 2章相關技術背景 DMA傳輸，其它 3個監(jiān)視 DMA控制器的狀態(tài)． 圖 2． 1$3C2410X結構框圖 5．輸入脂出口 $3C2410X有 117個通用 I／ O El(PORTAPORTH)。 Linux的前 身指的是由芬蘭學生 Linus Torvald維護開發(fā)的開放源代碼的類 Unix操作系統(tǒng)的 內核。它有多任務、多進程的系統(tǒng)特征，有些還具有實時性． 第 2章相關技術背景 把 Un呱用于嵌入式系統(tǒng)，一般都不是原封不動地照搬，而是充分考慮各 種具體嵌入式系統(tǒng)的特點，有針對性地對 I． inux內核加以裁減、修改和補充． 一個小型的嵌入式 Linux系統(tǒng)只需要引導程序、 Linux微內核 (由內存管理、進 程管理和事務處理構成 )、初始化進程 3個基本元素。． ’( 。比如， M1nafm 是 ann平臺需要的庫文件． 1in／ t予目 錄包括了內核的初始化代碼，內核從此處工作。這兩個文件 都是編譯時使用的輔助文件．其中 makefile文件中指出了編譯時需要用到的編 譯器，也是移植內核過程中不可缺少的． 2． 2． 2 LINUX內核對系統(tǒng)移檀提供的支持 雖然 1． ,inux內核采用了相對來說并不是很靈活的單體內核機制，但卻具有 很好的跨平臺性和可擴展性。例如 Linux采用了虛擬文件系統(tǒng) (VFs)進行抽象的技術，為各種文 件系統(tǒng)提供了一系列統(tǒng)一的結構作為接口，各種實際 的文件系統(tǒng)只要對 VFS提 供的數據結構進行實現，就可以將自己的文件系統(tǒng)掛接到系統(tǒng)中，這就好比為 整個系統(tǒng)提供了一條文件系統(tǒng)的總線，只要遵循總線協(xié)議，就可以進行相互間 的通信。當我們不再需要 它時又可以將它從核心中卸載并刪除。這樣就可以大大增加內核支持的硬件 設備 種類． 模塊可動態(tài)加載，讓我們無需重構核心并頻繁重新啟動來嘗試運行新的 內核代碼，這就大大方便了開發(fā)人員的調試工作，降低了開發(fā)人員的開發(fā)難度。為此， MPEG． 4提供了一個包含各種工具和 算法的工具箱，給出各種任意形狀可視對象的高效表達式．在不同應用情況下 進行碼流交換的不同框架，可以方便地選用此框架中所包含的工具。編碼時首先由輸入的視頻序列定義出 VOP 類型，針對每一個 VOP分別進行編碼，將所有 VOP編碼的結果合成在一起， 形成壓縮視頻數據流． 3．硼陀 G_4視頻基于 VOP的編碼基本原理 在基于對象的視頻編碼中，編碼的基本單元是視頻對象。 ② 運動信息編碼 MPEG4利用運動估計和補償技術來去除幀間的時間冗余度．很顯然，只 有對 PVOP和 BVOP編碼時才需要運動估計。通常說來， A／ V文件占據的存儲空間都比較大，在帶寬受限的網絡環(huán)境 中下載可能要耗費數分鐘甚至數小時，所以這種處理方法的延遲很大。 2．實時流傳輸 實時流式傳輸保證媒體信號帶寬能夠與當前網絡狀況相匹配，從而使得流 媒體數據總是被實時地傳送，因此特別適合于現場事件。 ● PC機端可以對圖像數據實現處理如解壓顯示，也可通過信息交互對該 設備終端進行遠程控制如設置攝像頭采集圖像的分辨率、亮度、對比度等參數。Lsion公司生 產的 OV511+[14l芯片。在性能上和應用比較廣泛的 H． 26 I1． 263+相 近，沒有什么優(yōu)勢． (3)沒有可控性和交互性．由于多對象編碼需要進行圖像識別和分割 ，這是 專用芯片很難完成的，所以 MPE04的編碼芯片基本都只能實現 MPEG4視頻 流的 VLBV(Very Low Bitr舭 Video)部分的功能，沒有可控性和交互性。算法優(yōu)化是 MPEG4視頻編碼軟件優(yōu)化的關鍵，它在視 頻信息處理領域主要表現在兩個方面：一是降低 編碼計算復雜度，二是提高視 頻質量。ver指定服務器程序為 Atsr／ sbinfm． tftpd． server．． args則指定輸出文件的根 目錄茭 J／ tapboot，文件必須放到／ tt!tpboot目錄下才能被輸出 ／ etc／ init． d／ nfs restart或 service nfs gee39。 圖 4． 1固態(tài)存儲器空問分配圖 3． Bootloader的操作模式 ● 啟動加載