基于DSP和VxWorks的RTOS视频网络检测系统

在远程测控系统中，嵌入式系统由于其稳定性和实时性优于传统平台而得到迅速发展。本文提出了一种以DSP芯片和VxWorks为操作系统的新型嵌入式系统设计方法。

1　测试系统工作原理

测试系统的主要任务是采用DSP芯片处理通过摄像头拍摄并经过A/D转换的图像。整个系统由视频解码器、DSP和PCI总线专用芯片组成。系统通过PCI总线同通信平台交换数据，同时通过网络进行检测控制。

2　关键设计及器件选择

本系统设计的关键是视频处理卡的设计，一般的视频检测卡功能有限，不能满足本项目的需求，为此，笔者自行设计了一块视频检测卡。

2.1 TMS320C32的功能特点

本测试系统中的DSP芯片选用T I公司的T M S 3 2 0 C 3 x系列产品，该器件的工作频率为40MHz;采用哈佛总线结构。并且拥有独特的指令系统和硬件乘加运算;外带256K×32Bit的 FLASH、2k×8Bit的NVRAM和256K×32Bit的SRAM。该芯片是在TMS320C30的基础上简化而来的，含有TMS320C30的CPU内核。

TMS320C32的主要功能如下：

●带有程序引导功能;●串行接口传输和存储器均可支持8、16、32位的数据;

●可产生边沿中断和电平中断;●可由用户编程设定中断向量表地址;

● 具有空等待和低功耗两种电源管理方式;●具有两个DMA通道;

●功能强大的外部存储器接口既可以满足视频解码接口8位数据的要求，又可以实现PCI接口32位数据的高速数据传输;

●灵活的程序加载可实现在系统编程;

一般情况下，S5933和DSP之间的硬件连接就是利用DSP的读写信号R/ W、地址选通控制信号IOSTRB、外部设备就绪信号RDY和部分地址信号以及S5933的FIFO状态信号WRFULL来进行简单的时序和逻辑组合，从而生成对S5933外加总线接口的读写控制信号。

2.2 其它器件的选择

本系统中的CPLD芯片选用ALTERA公司的EPM9320RC208。两组帧存储器A和B采用CYPRESS公司生产的两块CY7C1049芯片，该芯片的容量为512k×8bit，存取时间不超过15ns，能满足图像实时采集要求。通过CPLD内部的一个乒乓开关控制模块可自动完成帧间读写两个通道接口的切换。而DSP和SAA7113之间的所有控制信号接口逻辑和时序转换都由CPLD来完成，并可编程修改，因而提高了系统的使用灵活性和可靠性。

SAA7113的作用是实现模拟图像的A/D转换。DSP与SAA7113之间的硬件接口的控制逻辑包括两个子模块：帧图像写入控制器和乒乓开关，这两种功能可由一块CPLD来完成。

在视频卡设计中，电源模块的设计也非常关键，它直接影响着视频卡的最后实现和稳定运行。

本监控系统采用TI公司的TPS3307-33D来作为电源检测IC。该器件的Reset有效电源复位电压值定义为VDD=1.1V。TPS3307-33D可同时监视两种独立电压，还可控制另外一种电压，这种电压可以独立调整并在内部与复位逻辑电路相连。

3　通信平台的嵌入式系统设计

本设计的软件系统包括底层软件和系统软件两部分，其中底层软件主要是DSP图像处理算法以及启动等运行程序，这些程序可在CCS环境下由C语言编写并进行汇编优化，CCS是TI公司发布的DSP软件运行环境;

在系统软件方面，基于PCI总线的图像处理系统所面临的难点颇多，其中难度最大的是PCI驱动问题。

3.1 系统软件的设计

系统软件可以选用以VxWorks为操作系统的嵌入式设计方法。

VxWorks操作系统的集成环境叫Tornado。Tor-nado集成环境是一个高效明晰的图形化实时应用开发平台，它包括一套完整的、面向嵌入式系统的开发和调测工具。VxWorks的优点如下：

(1)具有较好的可裁减性;

(2)支持应用程序的动态链接和动态下载;