【正文】 平的后一個時鐘周期使 nOE變?yōu)楦唠娖剑? 3) nWAIT引腳功能 如果和每個地址空間相關(guān)聯(lián)的 WAIT被允許，某個地址空間處于激活狀態(tài)的時候應(yīng)該通Bank Size Bus Width Base Component Memory Configuration Bank Addramp。 表 522數(shù)據(jù)寬度選擇 圖 521 S3C2410復(fù)位后的存儲器地址分配 注： BANK6/BANK7的空間大小必須相同。從圖中可以看出，特殊功能寄存器 位于 0X48000000到 0X60000000的空間內(nèi)。 20 S3C2410處理器的存儲控制器可以為片外存儲器訪問提供必要的控制信號，它主要包 括以下特點(diǎn)： ? 支持大、小端模式 （ 通過軟件選擇 ）； ? 地址空間：包含 8個地址空間，每個地址空間的大小為 128M字節(jié)，總共有 1G 字節(jié)的地址空間； ? 除 BANK0以外的所有地址空間都可以通過編程設(shè)置為 8位、 16位或 32位對準(zhǔn) 訪問。 SDRAM相 當(dāng)于 PC機(jī)的內(nèi)存，操作系統(tǒng)需要加載到 SDRAM后才能正常運(yùn)行， FLASH相當(dāng)于 ROM， 用來存貯 Bootioader和操作系統(tǒng)。根據(jù)上面 硬盤接口分析比較可知 USB接口具有靈活性強(qiáng)、支持熱插拔等許多優(yōu)點(diǎn)，而且傳輸速度也 能滿足要求，而其他的接口硬盤要么不夠方要么不容易集成或者價格太貴等原因沒有在考慮 之列，所以在綜合考慮了成本和性能的基礎(chǔ)上，決定采用現(xiàn)在性能較好的、價格便宜的 USB 19 硬盤作為外存儲器。 USB接口價格低廉，連接簡單快捷，兼容性強(qiáng)，具有很好的擴(kuò)展性， 多用于家用產(chǎn)品中； IDE接口硬盤也多用于家庭產(chǎn)品中，價格低廉、兼容性非常好，但是 IDE 接口只能內(nèi)置使用，在嵌入式集成不太方便； SCSI接口的硬盤則主要應(yīng)用與服務(wù)器市場， 價格昂貴 。 本著夠用、成本預(yù)算以及在集成方面的考慮， USB接口的 CMOS攝像頭有良好的性能、 低廉的價格、靈活方便易于集成到嵌入式系統(tǒng)的特性，系統(tǒng)中使用了中星微 301PL芯片的 攝像頭，這款芯的特點(diǎn)使內(nèi)含數(shù)字?jǐn)z像 IC接口， DRAM接口、實(shí)時圖像壓縮引擎、 USB接 口、 FIFO等功能，這款芯片的壓縮比大于 5:1，經(jīng)過 DSP處理后出來的使 JPEG格式的圖像； 這款攝像頭采用的是新一代的 CMOS感光芯片，并采用影像光源自動增益補(bǔ)強(qiáng)技術(shù)，自動 亮度、白平衡控制技術(shù)，對比度、邊緣增強(qiáng)以及伽馬矯正等先進(jìn)的影像控制的開發(fā)技術(shù)，色 彩表現(xiàn)力極佳，分辨率高達(dá) 130萬像素，動態(tài)視頻分辨率最高 為 640*480像素，輸出幀速 度最高為 30幀 /s， 輸出的圖像為數(shù)字格式不用轉(zhuǎn)換了，完全可以滿足后面系統(tǒng)圖像識別報(bào) 警處理以及實(shí)時監(jiān)控的需要，而且采用該芯片的攝像頭在國內(nèi)市場占有比率超過 70%，方 便購買和以后維護(hù)使用。 CCD(Charge Coupled Device)， 艮即 “電荷親合器件 ”， CMOS(Complementary Metal Oxide Semicondutor)即 “互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體 ” 。 另外，為了更流暢運(yùn)行 Linux系統(tǒng)及應(yīng)用程序，使用 2片 32MB的 HY57V561620的 SDARM。他們之間的性能比較如下： (1) NOR的讀速度比 NAND稍快一些； (2) NAND的寫入速度比 NOR快很多； (3) NAND的 4ms擦除速度遠(yuǎn)比 NOR的 5s快； (4) NAND的擦除單元更小，相應(yīng)的擦除電路更少。 S3C2410是三星公司針對工業(yè)級和民用級等多種應(yīng)用場合設(shè)計(jì)的一款性價比比較高的 32位 RIS 序號 特點(diǎn) 1 體積小，低功耗，低成本、高性能 2 支持 Thumb/ARM雙指令集，能很好的兼容 8/16位操作 3 大量使用寄存器，大多數(shù)數(shù)據(jù)操作都在寄存器中完成，指令執(zhí)行速 度更快 4 尋址方式靈活簡單，執(zhí)行效率高 5 指令長度更長 17 C嵌入式微處理器，它是 16/32位 RISC嵌入式微處理器，它采用了 ARM920T核、 5級流水線，內(nèi)部帶有全性能的 MMU(能支持 WinCE、 嵌入式 Linux等多種嵌入式 0S)， 運(yùn) 行速度高達(dá) Zo3MHz， 支持 usB接口，而且擁有豐富的其他接口以備方便擴(kuò)展功 能。 性能和效率的提升由于 ARM9內(nèi)核采用的是哈佛架構(gòu)，擁有獨(dú)立的擁有獨(dú)立的指令和 數(shù)據(jù)總線，而 ARM7為傳統(tǒng)的馮諾依曼結(jié)構(gòu) 。如果存儲器訪問 成為系統(tǒng)性能的瓶頸，則處理器再快也是浪費(fèi)，因?yàn)樘幚砥餍枰馁M(fèi)大量的時間在等待存儲 器上面。所以流水線的拉長，有利于 CPU主頻的提高。目前在市場上常用的 ARM處理器有 ARM7系列、 ARM9系列。 嵌入式開發(fā)硬件平臺的選擇主要是嵌入式處理器的選擇。 MJPEG具有良好的靜態(tài)圖像效果，適合于事后視頻處理，并且碼流大小固定，帶寬利用率 高，正好能滿足我們的要求。 但本文中所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)主要用于局域網(wǎng)內(nèi)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，以圖像畫面作為證據(jù)的場合， 如小區(qū)、校園、無人值守的倉庫、機(jī)房、變電所、家庭監(jiān)控報(bào)警等并不需要實(shí)時性特別強(qiáng)的 領(lǐng)域。 四、監(jiān)控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 利用 IP網(wǎng)絡(luò)傳輸視頻數(shù)據(jù)的概念提出至今已經(jīng)有 10多 年了，將嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)和 發(fā)達(dá)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)相結(jié)合形成新一代嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是近幾年才一開始出現(xiàn)的，人們 對嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)方案已經(jīng)進(jìn)行了多方面的研究，提出了各種不同解決方案，但是 到目前為止，還沒有一個比較完善的方案能解決所有的問題，需要用戶根據(jù)實(shí)際需要構(gòu)造滿 足自己要求的方案。在進(jìn)行壓縮時，接 受 YUV4:2:2數(shù)字視頻信號，將其編碼為 JPEG碼流輸出 。雖然 MPEG4標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容、編碼工具以及碼流格式基本己經(jīng)確立，但是 由于 MPEG4許多新編碼技術(shù)是建立在圖像分析與合成、計(jì)算機(jī)圖形、虛擬現(xiàn)實(shí)和計(jì)算機(jī)等 基礎(chǔ)學(xué)上，這些新的編碼技術(shù)要走向應(yīng)用還需要結(jié)合大量的工具和研究。 他們分別制定了 H.26x系列標(biāo)準(zhǔn)和 MPEG標(biāo)準(zhǔn)。前者不會產(chǎn)生失真，但壓縮此很小； 后一種算法進(jìn)行圖像壓縮是信息雖有損失但壓縮比可以很大，例如壓縮 25倍左右時，人眼 基本上看不出失真。 視頻壓縮技術(shù)是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵之一，實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的最佳效果。 由于圖像原始數(shù)據(jù)像素之間都存在著較強(qiáng)的相關(guān)性 ，因此可以采用某種編碼方法減少這 樣相關(guān)性，這樣就可以實(shí)現(xiàn)圖像壓縮 。 視頻信息具有直觀、形象、準(zhǔn)確和信息容量大等特點(diǎn)，但與其他數(shù)據(jù)相比，視頻的原始 數(shù)據(jù)量非常大，如果不經(jīng)過壓縮，這樣的視頻數(shù)據(jù)幾乎沒有實(shí)用價值。因此對于容錯機(jī)制和 QOS的處理 也是我們網(wǎng)路通信中重點(diǎn)考慮的問題。組播源把數(shù)據(jù)包發(fā)送到特定組播 組，而只有屬于該組播組的地址才能接收到數(shù)據(jù)包。這樣既能一次將數(shù)據(jù)傳輸給多個有 需要 (加入組 )的主機(jī)，又能保證不影響其他不需要 (未加入組 )的主機(jī)的其他通訊。 2) 廣播 (Broadcast)： 主機(jī)之間采用 “一對所有 ”的通訊模式，允許主機(jī)把一個 IP報(bào) 文發(fā)送給同一個網(wǎng)絡(luò)的所有主機(jī)，由于不是所有的主機(jī)都需要這些報(bào)文，因而浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)資源。經(jīng)過 RTP協(xié)議封裝后的數(shù) 據(jù)在傳輸層用 UDP封裝，然后經(jīng)過 IP層打包發(fā)送到12 客戶端，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控。 1) 控制指令需要點(diǎn)對點(diǎn)的安全可靠的傳輸。 RTP和 RTCP配合使用，它們能以有效的反饋和最小的開銷使傳輸效率最佳化，因而特別適 合傳送網(wǎng)上的實(shí)時數(shù)據(jù)。在一次 RTP會話中參與者周期的發(fā)送 RTCP包，用來傳遞關(guān)于數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量 的反饋信息。在發(fā)送端，必須把執(zhí)行 RTP協(xié)議的程序?qū)懭氲絼?chuàng)建 RTP信息包的應(yīng)用程序中，然后應(yīng) 用程序把 RTP信息包發(fā)送到 UDP的套接接口；同樣，在接收端， RTP信息包通過 UDP套接 接口輸入到應(yīng)用程序，需要把執(zhí)行RTP協(xié)議的程序?qū)懭氲綇?RTP信息包中抽出媒體數(shù)據(jù)的 應(yīng)用程序中。 原因是 RTP設(shè) 計(jì)成允許應(yīng)用自動擴(kuò)展的模式，連接數(shù)可從幾個到上千個，如果每個參加者以固定速率發(fā)送 接收報(bào)告，控制流量將隨參加者數(shù)量線性增長，因此，速率必須按比例下降。 RTeP11 消息包含一個 SDES(信息源描述， SoureeDescription)， 用于保存一些文本形 式的信息，例如，會議參與者的全局惟一標(biāo)識符、用戶名稱、 Email地址、電話號碼等。 RTCP協(xié)議 功能 根據(jù)上面的 RTCP報(bào)文， RTCP可以完成以下功能： (1) 擁塞控制和 QOS監(jiān)測。 其中最主要的 RTCP報(bào)文是 SR和 RR: (1) SR(SenderReport)： 發(fā)送方報(bào)告。 （ 2)RR:接收報(bào) 告，非活動發(fā)送者接收統(tǒng)計(jì)。 0 1 2 3 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 2 3 4 567 版本 補(bǔ) 齊 擴(kuò)展 位 CSRC 數(shù) 標(biāo) 釵荷類馭 PT) 序列兮 （ Sequence Number) 時間戲 （ Timestamp) 32位 同步源標(biāo)識 (SSRC) 32位 CSRC標(biāo)識符 (32位 ______________________ 我荷數(shù)據(jù) （ Payload) 32位 _________________ 10 0 丨 2 3 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1』 3 4 5 6了 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 23 4 567 V=2 P RR count 錢荷類型 (PT) Message length _________ __________________________SSRC OF report sender __________________________ ___ NRP timestamp(two 32bit words) RTP timestamp Send’s cumulative packet count Send39。僅靠時間戳，不足以恢復(fù)數(shù)據(jù)包的順序， RTP利用提 供的序列號以恢復(fù)數(shù)據(jù)包的順序，實(shí)現(xiàn)包丟失檢測，為網(wǎng)絡(luò)的實(shí)時傳輸提供網(wǎng)絡(luò)擁塞等信息。例如，接收端的應(yīng)用程序接收到的 RTP包流中在順序號 86和 89之間有一個間隔，接收端就知道信息包 87和 88已經(jīng)丟失，并且采取措施來處理 相應(yīng)的措施處理丟失的數(shù)據(jù)。它在 150網(wǎng)絡(luò)模型中的位置如圖 32所示。在協(xié)議設(shè)計(jì)時 ， RTP 被設(shè)計(jì)成緊密相關(guān)的兩個部分： 1) RTP協(xié)議 (實(shí)時傳輸協(xié)議 )，用來傳輸具有實(shí)時特點(diǎn)的數(shù)據(jù)。 2) 消耗小： UDP不使用擁塞控制，不保證可靠的交付，因此主機(jī)不需要維持具有許多 參數(shù)的、復(fù)雜的連接狀態(tài)表。 UDP協(xié)議（用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議 /User Datagram Protocol) UDP協(xié)議是建立在 IP協(xié)議的基礎(chǔ)之上的，它是無連接的不可靠的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，提供無連 接的數(shù)據(jù)報(bào)服務(wù)。 IP協(xié)議負(fù)責(zé)主機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳輸，不 進(jìn)行檢錯和糾錯，因此，經(jīng)常發(fā)生數(shù)據(jù)丟失或失序現(xiàn)象。應(yīng)用層確定進(jìn)程之間通信，是我們的編程任務(wù)，但無需選擇協(xié)議。 因此，網(wǎng)絡(luò)傳輸協(xié)議和視頻壓縮編碼的選擇成為網(wǎng)絡(luò)數(shù)字視頻應(yīng)用中的關(guān)鍵問題，將直 接影響到數(shù)字視頻傳輸?shù)膶?shí)時性能和視頻監(jiān)控的質(zhì)量。 一般而言，一個完整的嵌入式系統(tǒng)由四部分組成 :嵌入式微處理器、嵌入式外圍設(shè)備、嵌入式操 作系統(tǒng)和嵌入式應(yīng)用軟件。由于大部分嵌入式系統(tǒng)必須具有較高的實(shí)時性，因此對程序的質(zhì)量，特別是 6 圖 21嵌入式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 入硬系嵌式件紗 一般而言，一個完整的嵌入式系統(tǒng)由四部分組成 :嵌入式微處理器、嵌入式外圍設(shè)備、嵌入式操 作系統(tǒng)和嵌入式應(yīng)用軟件。 2) 嵌入式系統(tǒng)是將先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體技術(shù)和電子技術(shù)與各個行業(yè)的具體應(yīng)用相結(jié)合后 的產(chǎn)物。特別是對于軟件系統(tǒng)，其核心是往往 是一個幾 KB到幾十 KB的微內(nèi)核，可以對其進(jìn)行功能擴(kuò)展和裁減。它一般由嵌入式微處理器、外圍硬件設(shè)備、嵌 入式操作系統(tǒng)以及用戶的應(yīng)用程序等四個部分組成，用于實(shí)現(xiàn)對其他設(shè)備的 控制、監(jiān)視或管理等功 能。當(dāng) 然這里需要目標(biāo)平臺能夠上網(wǎng)， EduKitIV采用的是 100M/10M自適應(yīng)的 DM9000， 其驅(qū)動在 Linux 內(nèi)核已有支持。移 植操作系統(tǒng)包括 Bootloader的移植，內(nèi)核移植，文件系統(tǒng)。 采用 C/S結(jié)構(gòu)方案的優(yōu)點(diǎn)在于每一個網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)都有一個獨(dú)立的嵌入式 Web服務(wù)器，因此每一 個網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)都具有獨(dú)立的 IP地址，可以被上層系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)任意訪問。這種視頻監(jiān)控系統(tǒng)除應(yīng)用于遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)中， 也可以應(yīng)用在其它如交通監(jiān)管，醫(yī)院病床監(jiān)護(hù)等各種設(shè)備之間距離較大的情況。該服務(wù)器直接接上 Intemet， 網(wǎng)絡(luò)上用戶可 以直接用瀏覽器 IE觀看服務(wù)器上的監(jiān)控圖像。方案的主要缺點(diǎn)是：缺乏強(qiáng)大的圖像處理能力，很難滿足高實(shí)時性要求。該方案采用由 DSP完成基于 MPEG MJPEG標(biāo)準(zhǔn)的 圖像壓縮，在嵌入式處理器上運(yùn)行嵌入式 OS(如嵌入式 Linux)進(jìn)行系統(tǒng)控制和網(wǎng)絡(luò)傳輸。 3 現(xiàn)階段，嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的解決方案主要有以下幾種： 1) 視頻采集芯片 +DSP處理器。 在嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面一般是考慮系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)和功能，例如小型網(wǎng)絡(luò)攝像機(jī)，