1 系統(tǒng)硬件平臺(tái)設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)使用的主芯片是ADI公司Blackfin系列DSP中的BF533，這是一款專門面向視頻應(yīng)用的DSP，擁有豐富的外設(shè)接口和較好的系統(tǒng)擴(kuò)展性。本系統(tǒng)利用BF533的PPI接口采集數(shù)字圖像乐玛，利用芯片的EBIU總線，擴(kuò)展SDRAM和網(wǎng)絡(luò)芯片傻牙。BF533工作在600MHz頻率纪立，單個(gè)芯片即可完成對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)裙δ堋阐泻；贐F533的嵌入式系統(tǒng)的外圍電路主要可分為三個(gè)部分：圖像采集部分胰肆，網(wǎng)絡(luò)傳輸部分，存儲(chǔ)器部分担急。系統(tǒng)硬件框圖如圖1：

圖1 系統(tǒng)硬件框圖

　　圖像采集電路部分采用了TI公司的TVP5150A型視頻解碼芯片桦闪，它將NTSC/PAL/SECAM制式的視頻信號(hào)轉(zhuǎn)換成8bits的ITU-656格式，并按照YCbCr格式以4:2:2的比例轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)蚁趁，支持兩路模擬輸入裙盾，解碼芯片通過I2C串行接口編程。

　　網(wǎng)絡(luò)傳輸部分采用LAN91C111芯片荣德。這是SMSC公司為嵌入式應(yīng)用系統(tǒng)推出的第三代快速以太網(wǎng)控制器闷煤。本系統(tǒng)中，LAN91C111被當(dāng)作了是異步存儲(chǔ)空間涮瞻，利用AMS3把它映射在BF533的0x20300000地址空間鲤拿。這樣就可以通過DMA操作實(shí)現(xiàn)對(duì)LAN91C111內(nèi)部存儲(chǔ)空間讀寫操作，提高了傳輸效率并使復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸過程簡(jiǎn)單化署咽。

　　存儲(chǔ)器部分BF533的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)是統(tǒng)一的4GB尋址空間近顷。同步存儲(chǔ)器、異步存儲(chǔ)器宁否、外設(shè)存儲(chǔ)空間和片內(nèi)存儲(chǔ)器全部統(tǒng)一映射在4GB的空間窒升。BF533的EBIU接口中有專門的SDRAM控制單元SDC，可以和SDRAM無縫連接慕匠。BF533支持的SDRAM地址是從0x00000000到0x08000000的空間饱须，最大128MB。本系統(tǒng)中使用MICRON公司的MT48LC系列SDRAM隔阔，存儲(chǔ)空間32MB果孝，用于存儲(chǔ)圖像處理中的中間結(jié)果。另外贵式，BF533支持四塊連續(xù)的異步存儲(chǔ)空間炼缰，每塊空間大小為1MB，地址從0x20000000到0x20400000衬榕，由相應(yīng)的AMS0-AMS3引腳選擇使能脸婉。本系統(tǒng)使用的是ST公司的M29W系列FLASH，大小1MB杈夜。由AMS0片選使能尝赵，映射在BF533的第一塊異步存儲(chǔ)空間。

　　2 ucos-ii的移植

　　ucos-ii是一種具有可剝奪實(shí)時(shí)內(nèi)核的實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)盹组，而且是免費(fèi)公開源代碼斋葱、結(jié)構(gòu)小巧。其內(nèi)核提供任務(wù)調(diào)度與管理疾词、時(shí)間管理溃蛙、任務(wù)間同步與通信、內(nèi)存管理和中斷服務(wù)等功能绑咱，具有執(zhí)行效率高绰筛、占用空間小、實(shí)時(shí)性能優(yōu)良和可擴(kuò)展性強(qiáng)等特點(diǎn)描融。最小內(nèi)核可編譯至2KB铝噩，適合小型控制系統(tǒng)。與CPU 硬件相關(guān)的部分用匯編語(yǔ)言編寫窿克，其他絕大部分代碼采用C語(yǔ)言編寫骏庸。ucos-ii在硬件平臺(tái)上的移植主要分為兩大步驟：ucos-ii中與處理器相關(guān)的程序的修改、應(yīng)用程序的添加年叮。

　　2.1 ucos-ii與嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)的軟硬件架構(gòu)

　　所有的嵌入式操作系統(tǒng)都是與CPU密切相關(guān)的具被，做移植前需要熟悉被移植CPU平臺(tái)的硬件架構(gòu)和ucos-ii的運(yùn)行原理玻募，圖2是ucos-ii與本嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)的軟硬件架構(gòu)。

圖2 系統(tǒng)架構(gòu)圖

　　2.2 基于BF533的ucos-ii的移植

　　移植ucos-ii需要理解處理器及C編譯器的技術(shù)細(xì)節(jié)一姿。處理器和編譯器滿足了ucos-ii的要求七咧，并且已經(jīng)有了必要工具。移植工作通常包括以下幾個(gè)內(nèi)容：

　　A 用#define設(shè)置一個(gè)常量的值（OS_CPU.H）;

　　B 聲明10個(gè)數(shù)據(jù)類型（OS_CPU.H）;

　　C 用#define聲明三個(gè)宏（OS_CPU.H）;

　　D 用C語(yǔ)言編寫六個(gè)簡(jiǎn)單的函數(shù)（OS_CPU_C.C）;

　　E 編寫四個(gè)匯編語(yǔ)言函數(shù)（OS_CPU_A.ASM）;

　　針對(duì)不同的CPU平臺(tái)叮叹，移植ucos-ii的過程也會(huì)有稍許不同顿储。在本系統(tǒng)中，移植過程大致分為兩大部分：1）修改部分文件使ucos-ii與DSP能夠?qū)崿F(xiàn)良好的接口（主要指ucos-ii對(duì)DSP硬件架構(gòu)的支持）;2）添加針對(duì)嵌入式監(jiān)控系統(tǒng)硬件平臺(tái)的初始化及驅(qū)動(dòng)代碼济问。

　　2.2.1 針對(duì)BF533的ucos-ii的代碼修改

　　由于BF533是基于MSA（微信號(hào)架構(gòu)）的16位定點(diǎn)DSP遮店，為了能與ucos-ii數(shù)據(jù)處理單位統(tǒng)一，需要在OS_CPU.H文件中設(shè)置BF533的數(shù)據(jù)單元長(zhǎng)度吝殖。部分宏定義代碼如下：

　　typedef bool BOOLEAN;

　　typedef signed char INT8S;

　　typedef signed short int INT16S;

　　typedef signed int INT32S;

　　另外在OS_CPU.H文件中還需設(shè)置幾個(gè)堆棧的參數(shù)如堆棧的增長(zhǎng)方向戳酒、堆棧的操作單位等。BF533支持的是自頂向下的堆棧增長(zhǎng)方式娩戳，即堆椏隙停空間從高地址向低地址增長(zhǎng)。單次堆棧操作單位是INT32U更践。最后在OS_CPU.H還要對(duì)三個(gè)函數(shù)進(jìn)行宏定義：屏蔽所有中斷户犯，恢復(fù)所有中斷，進(jìn)行任務(wù)切換藏络。這三個(gè)函數(shù)在ucos-ii中十分重要糜透，前兩個(gè)是為了保證一些重要函數(shù)或任務(wù)運(yùn)行中的數(shù)據(jù)不會(huì)被改變（即通常所說的代碼臨界段），第三個(gè)是用于ucos-ii的任務(wù)切換臭杰，在ucos-ii中要求任務(wù)的切換就好象是剛發(fā)生過一次中斷一樣粤咪。在本系統(tǒng)中首先假設(shè)申請(qǐng)切換的任務(wù)已經(jīng)把相關(guān)的寄存器變量等參數(shù)保存，并將堆棧指針指向了優(yōu)先級(jí)高的任務(wù)渴杆。這樣任務(wù)切換函數(shù)就只需要完成中斷返回操作寥枝。

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