【正文】 載的 拷貝到 /usr/local/arm 目錄下并解壓縮。宿主機(jī)是編輯和編譯程序的平臺(tái)，一般是 PC機(jī)，而目標(biāo)機(jī)是開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)，就是這里的嵌入式系統(tǒng)。兩個(gè)不同平臺(tái)可以是處理器體系結(jié)構(gòu)的不同，也可以是所運(yùn)行的操作系統(tǒng)的不同。 嵌入式 Linux 以其這些 優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用在移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理（ PDA）、山東輕工業(yè)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 16 媒體播放器、消費(fèi)性電子以及航空航天領(lǐng)域等，并隨著技術(shù)的進(jìn)步嵌入式 Linux應(yīng)用將會(huì)更加廣泛。提供了包括十兆、百兆、千兆的以太網(wǎng)絡(luò)，以及無(wú)線網(wǎng)絡(luò)， Toker ring(令牌環(huán)網(wǎng) )、光纖甚至衛(wèi)星的支持。也就是說(shuō)，如果今天用Linux 環(huán) 境開(kāi)發(fā)產(chǎn)品，那么將來(lái)?yè)Q CPU 就不會(huì)遇到困擾。很多 CPU 包括家電業(yè)芯片，都開(kāi)始做 Linux 的平臺(tái)移植工作。到目前為止，它可以支持二三十種 CPU。第三，Linux 是免費(fèi)的 OS，在價(jià)格上極具競(jìng)爭(zhēng)力。購(gòu)買費(fèi)用媒介成本技術(shù)支持全世界的自由軟件開(kāi)發(fā)者提供支持網(wǎng)絡(luò)特性免費(fèi)，而且性能優(yōu)異，軟件移植容易，代碼開(kāi)放，有許多應(yīng)用軟件支持，應(yīng)用產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期短，新產(chǎn)品上市迅速，因?yàn)橛性S多公開(kāi)的代碼可以參考和移植，實(shí)時(shí)性能 RT_Linux Hardhat Linux 等嵌入式 Linux支持，實(shí)時(shí)性能穩(wěn)定性好安全性好。 嵌入式 linux既繼承了 Inter 上無(wú)限的開(kāi)放源代碼資源，又具有 嵌入式操作系統(tǒng)的特性。常見(jiàn)的發(fā)行版本有 Fedora Linux、 Ubuntu Linux、 Mandriva Linux 和國(guó)產(chǎn)的紅旗 Linux。內(nèi)核版本是在 Linux 的領(lǐng) 導(dǎo)之下，開(kāi)發(fā)小組開(kāi)發(fā)出來(lái)的版本號(hào)，現(xiàn)在最新的版本是 版本。 Linux 的第一個(gè)發(fā)行版本是在 1991 年 9 月 發(fā)布在Inter 上的。同時(shí)，它又具有良好的兼容性和可移植性，被廣泛應(yīng)用計(jì)算機(jī)以及各種嵌入式平臺(tái)上。 每個(gè)模塊建立一個(gè)線程，數(shù)據(jù)采集線程與網(wǎng) 絡(luò)傳輸線程之間使用 互斥鎖進(jìn)行同步。面向過(guò)程的模塊化程序設(shè)計(jì)是一種嚴(yán)格自頂向下，逐步細(xì)分的設(shè)計(jì)模式。本系統(tǒng)主要完成這一部分。 用戶應(yīng)用程序。 文件系統(tǒng)。 Linux 內(nèi)核。 Bootloader 是嵌入式系統(tǒng)的引導(dǎo)程序，相當(dāng)于 PC 機(jī)中的 BIOS，它是嚴(yán)格依賴硬件的，即沒(méi)有一個(gè)通用 Bootloader 程序，不但不同的嵌入式處理器 Bootloader 不同，相同處理器不同的系統(tǒng)板也不一樣。其與S3C2410 的連接原理 圖如圖 37： 圖 37 串口電路原理圖 第四 章 監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器端的軟件 設(shè)計(jì) 監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器端軟件的總體設(shè)計(jì) [9] 一個(gè)嵌入式 Linux 系統(tǒng)從軟件角度看可以分成四個(gè)由下到上的層次：系 統(tǒng)引導(dǎo)加載程序、 Linux 內(nèi)核、文件系統(tǒng)、用戶應(yīng)用程序。 JTAG 電路用于仿真和調(diào)試，本系統(tǒng)用于下載系統(tǒng)引導(dǎo)程序 BootLoader。 JTAG仿真器是通過(guò) ARM 芯片上的 JTAG 邊界掃描與 ARM 核進(jìn)行通信，屬于完全插入式調(diào)試，這種調(diào)試方法不占用偏上資源。這兩個(gè)下行口對(duì)于芯片的引腳為 DN0、 DP0和 DN DP1，其中 DN DP1 引腳與 USB 設(shè)備端（ DEVICE）的引腳復(fù)用。其管腳描述如 表 32 所示 ： 表 32 K9F1208U0B 管腳描述 引腳 功能 I/O0~I/O7 數(shù)據(jù)輸入輸出端，芯片未選中為高阻態(tài) CLE 命令鎖存使能 ALE 地址鎖存使能 CE 芯片選擇控制 RE 數(shù)據(jù)輸出控制，有效時(shí)數(shù)據(jù)送到 I/O 總線上 WE 寫(xiě) I/O 口控制，命令、地址、數(shù)據(jù)在上升沿鎖存 WP 寫(xiě)保護(hù) R/B 指示器件狀態(tài)， 0 為忙， 1 為閑。 NOR主要應(yīng)用在代碼存儲(chǔ)介質(zhì)中， NAND 適合于數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 。 在體積和價(jià)格方面。因此在使用的難易程度上， NORFlash 更占優(yōu)勢(shì)。NANDFlash 的讀寫(xiě)操作采用 512字節(jié)的塊。 NORFlash 采用 SRAM 接口，有足夠的地址引腳來(lái)尋址，可以很容易的采取其內(nèi)容的每一字。另外 NANDFlash 的擦寫(xiě)次數(shù)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于 NORFlash的擦寫(xiě)次數(shù)。NANDFlash 用擦出速度遠(yuǎn)比 NorFlash 擦出速度快，因此 NANDFlash 的寫(xiě)入速度遠(yuǎn)比 NORFlash 快。兩類存儲(chǔ)器的比較： 性能比較。 FLASH閃存是非易失存儲(chǔ)器，可以對(duì)稱為塊的存儲(chǔ)器單元塊進(jìn)行擦寫(xiě)和再編程 。將程序代碼放在 FLASH 中，運(yùn)行的時(shí)候?qū)⒊绦蚣虞d到 SDRAM 中運(yùn)行。其電路原理圖如圖 33： 山東輕工業(yè)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 圖 33 SDRAM 電路原理圖 FLASH 電路設(shè)計(jì) 在嵌入式系統(tǒng)中，有兩種程序運(yùn)行方式：一種是將程序加載到 SDRAM中運(yùn)行；另一種是將直接在 ROM/FLASH 中運(yùn)行。有了 SDRAM 控制器，只要選擇標(biāo)準(zhǔn)的 SDRAM 芯片，就可以按照接口電路連線了。對(duì) SDRAM 控制器的初始化是非常重要的，這個(gè)過(guò)程一般在啟動(dòng)之后進(jìn)行，然后就可以使用 SDRAM了。 當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)， ARM 首先從復(fù)位地址 0x0 處讀取啟動(dòng)代碼，在完成系統(tǒng)初始化后，程序代碼一般應(yīng)調(diào)入 SDRAM 中運(yùn)行，以提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度；同時(shí)系統(tǒng)以及用戶堆棧以及運(yùn)行數(shù)據(jù)也都放在 SDRAM 中。在內(nèi)存規(guī)格中有 4096 Refresh Cycles/64ms 或 8192 Refresh Cycles/64ms 這樣 的標(biāo)識(shí) ，這里的 4096 和 8192 是 SDRAM 每個(gè) bank 的行數(shù)，刷新命令只對(duì)一行有效，因此發(fā)送刷新命令的間隔也是隨 SDRAM 的每個(gè) bank 行數(shù)來(lái)訂的。 SDRAM工作原理： SDRAM 存儲(chǔ)單元 可以理解為一個(gè)電容，總是傾向于放電，為了避免數(shù)據(jù)丟失必須定時(shí)刷新 充電。 根據(jù)以上要求設(shè)計(jì)的電源電路原理圖如圖 32： 圖 32 電源電路原理圖 SDRAM 電路設(shè)計(jì) SDRAM是一種具有同步接口的高速動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器，具有高速、大 容量等優(yōu)點(diǎn)。 本系統(tǒng)中使用的 NANDFlash 芯片是 Samsung 的 K9F1208U0B 芯片，它允許的電源電壓的波動(dòng)范圍為 ~ 本系統(tǒng)使用的 SDRAM 芯片是 Hynix 公 司的 HY57V561620 芯片，它允許的電源電壓的波動(dòng)范圍為 3V～ 山東輕工業(yè)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 JTAG 電路對(duì)電源的要求是 UART 串口芯片和 USB 接口使用電源的要求是 ~ ； DM9000E 網(wǎng)卡芯片供電要求是 ； 通過(guò)對(duì)以上各個(gè)模塊的供電需求分析知本系統(tǒng)需要 、 和 5V的電源。根據(jù)圖像采集和網(wǎng)絡(luò)傳輸端的硬 件結(jié)構(gòu)框圖知，本系統(tǒng)在硬件部分所需要的部件：與 USB攝像頭相連的 USB接口電路、 SDRAM電路、 NANDFLASH 電路、 JTAG 電路、 RS232 串口電路和網(wǎng)卡電路?？紤]到大部分系統(tǒng)對(duì)功耗的要求，我們?cè)O(shè)計(jì)電源一方面要保證系統(tǒng)各個(gè)模塊對(duì)用電壓的要求，另一方面又要努力降低整個(gè)系統(tǒng)的用電功耗。另外， S3C2410 對(duì)片內(nèi)的各個(gè)部件采用獨(dú)立的供電模式：內(nèi)核采用 供電，管腳 I/O 采用 供電 [8]。 S3C2410 的電源管理模式又分為正常、慢速、空閑和掉電 4中模式。 S3C2410 采用獨(dú)特的時(shí)鐘管理模式，它具有 PLL的芯片時(shí)鐘發(fā)生器，而在此， PLL 有分為 UPLL和 MPLL。 S3C2410 是帶有指令緩存（ 16KB）和數(shù)據(jù)緩存（ 16KB）的聯(lián)合緩存裝置，一個(gè)緩沖區(qū)能夠保持 16 字的數(shù)據(jù)和 4 個(gè)地址。同時(shí)， S3C2410 也支持從外部 nGCS0片選的 Nor Flash 啟動(dòng)，在這兩種啟動(dòng)模式下，各片選的存 儲(chǔ)空間分配是不同的。 NAND Flash 引導(dǎo)裝載器。而 bank6 和 bank7 是大小可變的，用于 ROM、SRAM 或者 SDRAM。每個(gè)組可編程的數(shù)據(jù)總線寬度為 8/16/32 位，其中 bank0~bank5 具有固定的 bank 起 始地址和結(jié)束地址。 S3C2410 部分模塊的介紹： 系統(tǒng)管理器。該處理器擁有：獨(dú)立的 16KB 指令Cache 和 16KB 數(shù)據(jù) Cache， MMU，支持 TFT 的 LCD 控制器， NAND 閃存控制器， 3路 UART， 4 路 DMA， 4路帶 PWM 的 Timer ， I/O口， RTC， 8 路 10位ADC， Touch Screen 接口， IICBUS 接口， IISBUS 接口， 2 個(gè) USB主機(jī)，1 個(gè) USB設(shè)備， SD主機(jī)和 MMC 接口， 2路 SPI。只有擁有了 MMU 才能真正實(shí)現(xiàn)內(nèi)存保護(hù)，當(dāng)一個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)不屬于它能訪問(wèn)的內(nèi)存區(qū)域時(shí)， MMU 就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)異常來(lái)阻止這種非法操作 [7]。操作系統(tǒng)為每個(gè)進(jìn)程維護(hù)一張進(jìn)程內(nèi)存映射表（ PMM），該表記錄了該進(jìn)程可以存取的所有內(nèi)存頁(yè)和他們的實(shí)際位置。 ARM9 有內(nèi)存管理單元（ MMU），它把內(nèi)存以“頁(yè)”的形式進(jìn)行管理。 高速緩存和寫(xiě)緩存的引入。 ARM7 采用傳統(tǒng)的馮 *諾依曼總線結(jié)構(gòu)，而 ARM9采用哈佛總線結(jié)構(gòu)。與 ARM7 相比， ARM9 有如下新特點(diǎn)： ARM7 采用 3 級(jí)流水線技術(shù)， ARM9 采用 5 級(jí)流水線技術(shù)?，F(xiàn)在應(yīng)用比較廣泛有 ARM7 系列和ARM9 系列，隨著人們對(duì)處理器性能的要求日益提升， ARM9 以及更高版本的 ARM內(nèi)核會(huì)使用的越來(lái)越廣泛。系統(tǒng)模式運(yùn)行具有特權(quán)的操作系統(tǒng)任務(wù)。管理模式處于操作系統(tǒng)使用的保護(hù)模式。用戶模式是 ARM 處理器正常工山東輕工業(yè)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 作的程序的運(yùn)行狀態(tài)。 而小端模式 剛好相反。 ARM 體系 結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ) 器格式： 大端模式和小端模式 。處理器運(yùn)行在ARM 狀態(tài)時(shí)執(zhí)行 32 位字對(duì)齊指令，在 Thumb 狀態(tài)下執(zhí)行 16 位、半字對(duì)齊指令。 ARM 處理器采用 RISC 架構(gòu)，具有如下特點(diǎn)： 體積小、功耗低、低成本 、高性能； 支持 Thumb(16 位 )和 ARM（ 32位）雙指令集，可以很好的兼容 8/16位器件； 內(nèi)核中有大量的寄存器，指令執(zhí)行速度 快； 尋址方式靈活簡(jiǎn)單，執(zhí)行效率高； ARM 處理器以其以上等特點(diǎn)，其以及其技術(shù)應(yīng)用已經(jīng)深入到工業(yè)控制、無(wú)線通訊、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、消費(fèi)電子等各個(gè)領(lǐng)域，并且隨著技術(shù)的進(jìn)步，應(yīng)用將會(huì)更加廣泛。 ARM 公司是專門從事基于 RISC 技術(shù)芯片設(shè)計(jì)的公司，它是一個(gè)知識(shí)產(chǎn)權(quán)提供商，不直接從事芯片的生產(chǎn)，靠轉(zhuǎn)讓設(shè)計(jì)許可盈利。以太網(wǎng)卡用于外界 Inter 網(wǎng)絡(luò) [6]。存儲(chǔ) 器電路為系 統(tǒng)運(yùn)行提供 必要的存儲(chǔ)空 間。 根據(jù)上面的論述，其總體框圖如圖 21： 攝 像 頭 視 頻 服 務(wù) 器I P 局 域 網(wǎng)客 戶 一客 戶 二客 戶 ? ?客 戶 三 圖 21 系統(tǒng)總體方框圖 第三 章 監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 圖像采集服務(wù)器端的硬件總體框圖 圖像采集服務(wù)器端是一個(gè)完整的嵌入式系統(tǒng)，在硬件上是 一個(gè)完整系統(tǒng)，包括主控制器 S3C2410 ARM9 芯片、 USB 攝像頭、存儲(chǔ)器（ SDRAM 和NANDFLASH）、 JTAG 口、 UART 接口以太網(wǎng)卡以及必要的電源電路。 第二章 監(jiān)控系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì) 本系統(tǒng)是基于 C/S 架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，服務(wù)器端是以 linux 和 S3C2410 ARM 為核心平臺(tái) 的嵌入式系統(tǒng)，客戶端是基于 windows 操作系統(tǒng)的 PC機(jī)。 嵌入式網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控以其方便組網(wǎng) 、 靈活等優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用也越來(lái)越廣 [4]。近年來(lái)，隨著 Inter 網(wǎng)的普及以及計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、視頻圖像處理、傳輸?shù)燃夹g(shù)的發(fā)展，視頻監(jiān)控技術(shù)也有了長(zhǎng)足的發(fā)展，視頻監(jiān)控已經(jīng)滲透到政府、娛樂(lè)場(chǎng)所、銀行、城市治安等多種領(lǐng)域 [3]。 其應(yīng)用從隨身攜帶的 MP MP PDA、手機(jī)到家庭之中的智能家電、機(jī)頂盒在到工業(yè)控制中的 數(shù)控機(jī)床、智能機(jī)器人以及航天領(lǐng)域的各種傳感器、控制系統(tǒng)等等無(wú)處 沒(méi)有嵌入式技術(shù)的身影 [2]。如為滿足工業(yè)應(yīng)用的需要，嵌入式系統(tǒng)常常使用高可靠性的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)；為了滿足視頻編解碼等實(shí)時(shí)數(shù)字信號(hào)處理對(duì)計(jì)算速度的要求，嵌入式系統(tǒng)在硬件上嵌入 DSP核；為了滿足小體積、低功耗等要求，嵌入式處理器內(nèi)核與一些外圍功能模塊集成在一塊芯片上 [1]。通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為了適應(yīng)不用的應(yīng)用需求，需要豐富的軟硬件資源、完善的操作系統(tǒng)、高速 的運(yùn)算速度以及海量的存儲(chǔ)器，其發(fā)展方向是處理器和總線速度的不斷提升和存儲(chǔ)器容量不斷擴(kuò)大。 山東輕工業(yè)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 第一章 引言 嵌入式系統(tǒng)是一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，但有別于通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它是一種執(zhí)行專用功能的運(yùn)行固化程序的系統(tǒng)。 Socket Programming 。Image Acquisition。 關(guān)鍵字： 嵌入式 linux ARM 圖像采集 JPEG 壓縮 Socket 編程 網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控 山東輕工業(yè)學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 ABSTRACT This article puts forward a kind of work video monitoring ba