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(編輯修改稿)
2024-08-26 01:01 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 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). . . . 參考 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架系統(tǒng)以TM320DM642為核心，由視頻采集模塊、存儲(chǔ)模塊、視頻輸出模塊、報(bào)警模塊、J T A G 模塊、電源模塊等組成，系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖如圖4 所示。視頻采集模塊主要完成實(shí)時(shí)視頻數(shù)據(jù)采集，存儲(chǔ)模塊包括SDRAM和FLASH兩種存儲(chǔ)體，其中，SDRAM主要用來(lái)儲(chǔ)存視頻數(shù)據(jù)，F(xiàn)LASH存儲(chǔ)系統(tǒng)的程序固化程序和系統(tǒng)的相關(guān)配數(shù)據(jù)，視頻輸出模塊將處理結(jié)果實(shí)時(shí)顯示，報(bào)警模塊實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)報(bào)警顯示功能。圖 1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 TM320DM642 圖像處理模塊 DM642是系統(tǒng)的核心，它采用 (Veloci TI)體系結(jié)構(gòu)，在600MHz時(shí)鐘頻率下每個(gè)指令周期可并行8條32位指令，器，8 個(gè)獨(dú)立并行計(jì)算功能單元。采用兩級(jí)緩存結(jié)構(gòu)，6 4位的EDMA控制器可以在沒(méi)有CPU參與的情況下，完成映射存儲(chǔ)空間中的數(shù)據(jù)搬移，極大地提高了系統(tǒng)的并行性能。大容量的二級(jí)緩存和EDMA通道是DM642的高性能體現(xiàn)之一，合理的管理和使用，將大幅度提高程序運(yùn)行的性能[5]。D M 6 4 2 還具備了豐富的外圍接口，主要包括 3 個(gè)可配置的視頻端口(VP0、VPVP2)，能提供和通用的視頻編、解碼器等數(shù)據(jù)流的無(wú)縫接口，支持CCIR601，、SMPTE125M、SMPTE260MSMPTE274M和S M P T E . . . . 參考2 9 6 M 等多個(gè)視頻標(biāo)準(zhǔn)；6 4 b i t 的外部?jī)?nèi)存接口(EMIF)可以尋址字節(jié)的外部存儲(chǔ)空間，可以無(wú)縫連接SDRAM、SRAM等存儲(chǔ)器，方便外部存儲(chǔ)器的擴(kuò)展；I2C總線端口使DM642容易控制外圍器件；16位通用輸入／輸出端口(GPIO)等。以DM642為核心的圖像處理模塊包括系統(tǒng)的外部時(shí)鐘電路、JTAG。該模塊的主要功能為：CPU將EDMA搬運(yùn)過(guò)來(lái)數(shù)字視頻信息先進(jìn)行中值濾波、圖像分割等預(yù)處理，然后經(jīng)過(guò)道路檢測(cè)、車(chē)標(biāo)識(shí)別、跟蹤、測(cè)距等算法后，將處理結(jié)果送實(shí)時(shí)輸出模塊給用戶提供直觀的視頻信息，同時(shí)目標(biāo)值也通過(guò)G P I O送往報(bào)警模塊，實(shí)現(xiàn)報(bào)警和顯示功能。 視頻圖像采集模塊視頻采集模塊由CCD攝像頭和視頻解碼芯片TVP5150構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)的采集A/D轉(zhuǎn)換等相關(guān)功能。由于DM642的3 個(gè)視頻口均可以分為A 和B 兩個(gè)通道，每個(gè)通道均可被配置為視頻輸入或輸出口,DM642最多可支持6 路視頻輸入或輸出。為方便系統(tǒng)的擴(kuò)展和升級(jí), 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)了4 路視頻信號(hào)采集通道,DM642的視頻口的具體配置為:Vport0、Vport1配置為視頻輸入，Vport2配置為視頻輸出，其中Vport0、Vport1的A、B通道均被配置為視頻輸入模式。該模塊采用的視頻解碼芯片TVP5150，具有高性能低能耗、集成度高、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)?？勺詣?dòng)識(shí)別N T S C /PAL/SECAM等制式的模擬視頻信號(hào)，按照YCbCr4:2:2格式轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)，以8位內(nèi)嵌同步信號(hào)的ITUR 。其硬件連接如圖2所示。. . . . 參考圖2 TVP5150 與DM642 的連接為實(shí)現(xiàn)四路視頻采集，DM642的VP0、VP1的A、B通道分別連接一片TVP5150。在文中列舉的這一路視頻通道，TVP5150的視頻輸出口YOUT[0～7]與 DM642VPORT口的VPOD[2～9]相連，TVP5150的系統(tǒng)時(shí)鐘SCLKVPOCLK0相連。采用ITUR 碼流格式，視頻流內(nèi)嵌圖像的水平同步、垂直同步、場(chǎng)同步等同步信號(hào)[ 4 ] 。在系統(tǒng)工作過(guò)程中，DM642視頻口解碼BT656，得到Y(jié)UV(4:2:2)格式的圖像，并通過(guò)EDMA傳輸?shù)絊DRAM中存儲(chǔ)，CPU通過(guò)訪問(wèn)SDRAM中的圖像數(shù)據(jù)，依照程序進(jìn)行相應(yīng)的圖像處理。TVP5150的時(shí)鐘由外接晶振電路提供，DM642對(duì)TVP5150的訪問(wèn)和控制操作是通過(guò)I2C總線實(shí)現(xiàn)的，DM642和TVP5150的I2C總線接口SCL和SDA分別互連。DM642對(duì)TVP5150從器件地址的選擇是通過(guò)對(duì)YOUT7管腳電平的配置來(lái)是實(shí)現(xiàn)的，具體是對(duì)該管腳進(jìn)行上拉電阻（0xBA）和下拉電阻（0xB8）操作，通過(guò)硬件配置YOUT7 的狀態(tài)確定該器件的訪問(wèn)地址。 視頻圖像輸出模塊視頻輸出模塊由視頻編碼器SAA7121和顯示器組成，系統(tǒng)將VP2的A通道配置為視頻輸出通道，采用PHILIPS公司的SAA7121視頻編碼芯片，該芯片支持PAL與NTSC格式的編碼。SAA7121有1路復(fù)合視頻(CVBS)輸. . . . 參考出和1路超級(jí)視頻(SVideo，Y/C)輸出，內(nèi)部包含同步/ 時(shí)鐘產(chǎn)生器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器兩部分電路。DM642與SAA7121的硬件連接如圖3所示。 圖3 SAA7121 與DSP 的連接圖 ，需要行同步信號(hào)、場(chǎng)同步信號(hào)、L L C 等相關(guān)信號(hào)。其中，行同步信號(hào)(HSYN)由DM642的VP2CTL0管腳提供；場(chǎng)同步信號(hào)(VSYNC)由VP2CTL1提供，LLC信號(hào)是由VP2CLK0提供。8位視頻信號(hào)從VP2D(2～9)送到SAA7121的MP(0～7)口，由SAA7121實(shí)現(xiàn)D/A轉(zhuǎn)換和輸出功能。DM642同樣是通過(guò)I2C接口對(duì)SAA7121進(jìn)行控制和訪問(wèn)。DM642對(duì)SAA7121訪問(wèn)地址的選擇由SA狀態(tài)來(lái)決定的，SA管腳電平為低電平時(shí)，其地址為0x88H，SA為高電平時(shí)，其地址為0x8CH。在本系統(tǒng)中將SA管腳直接接地, 因此該從器件的地址為 0 x 8 8 H 。在系統(tǒng)上電后，DM642通過(guò)I2C接口對(duì)SAA7121進(jìn)行初始化和寄存器配置，為實(shí)時(shí)視頻輸出做好準(zhǔn)備。 報(bào)警模塊. . . . 參考 一個(gè)功能完善的嵌入式視頻圖像處理系統(tǒng)不僅要有完備的實(shí)時(shí)圖像處理功能，而且還要具備友好的人機(jī)交互功能。本系統(tǒng)中 DM642 將采集到
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