ucos-ii在嵌入式智能视频监控系统中的应用

系统使用的主芯片是ADI公司Blackfin系列DSP中的BF533，这是一款专门面向视频应用的DSP，拥有丰富的外设接口和较好的系统扩展性。本系统利用BF533的PPI接口采集数字图像，利用芯片的EBIU总线，扩展SDRAM和网络芯片。BF533工作在600MHz频率，单个芯片即可完成对运动目标跟踪和网络传输等功能。基于BF533的嵌入式系统的外围电路主要可分为三个部分：图像采集部分，网络传输部分，存储器部分。系统硬
件框图如图1：

图1 系统硬件框图

图像采集电路部分采用了TI公司的TVP5150A型视频解码芯片，它将NTSC/PAL/SECAM制式的视频信号转换成8bits的ITU-656格式，并按照YCbCr格式以4:2:2的比例转化成数字信号，支持两路模拟输入，解码芯片通过I2C串行接口编程。

网络传输部分采用LAN91C111芯片。这是SMSC公司为嵌入式应用系统推出的第三代快速以太网控制器。本系统中，LAN91C111被当作了是异步存储空间，利用AMS3把它映射在BF533的0x20300000地址空间。这样就可以通过DMA操作实现对LAN91C111内部存储空间读写操作，提高了传输效率并使复杂的网络数据传输过程简单化。

存储器部分BF533的存储结构是统一的4GB寻址空间。同步存储器、异步存储器、外设存储空间和片内存储器全部统一映射在4GB的空间。BF533的EBIU接口中有专门的SDRAM控制单元SDC，可以和SDRAM无缝连接。BF533支持的SDRAM地址是从0x00000000到0x08000000的空间，最大128MB。本系统中使用MICRON公司的MT48LC系列SDRAM，存储空间32MB，用于存储图像处理中的中间结果。另外，BF533支持四块连续的异步存储空间，每块空间大小为1MB，地址从0x20000000到0x20400000，由相应的AMS0-AMS3引脚选择使能。本系统使用的是ST公司的M29W系列FLASH，大小1MB。由AMS0片选使能，映射在BF533的第一块异步存储空间。

2 ucos-ii的移植

ucos-ii是一种具有可剥夺实时内核的实时操作系统，而且是免费公开源代码、结构小巧。其内核提供任务调度与管理、时间管理、任务间同步与通信、内存管理和中断服务等功能，具有执行效率高、占用空间小、实时性能优良和可扩展性强等特点。最小内核可编译至2KB，适合小型控制系统。与CPU 硬件相关的部分用汇编语言编写，其他绝大部分代码采用C语言编写。ucos-ii在硬件平台上的移植主要分为两大步骤：ucos-ii中与处理器相关的程序的修改、应用程序的添加。

2.1 ucos-ii与嵌入式监控系统的软硬件架构

所有的嵌入式操作系统都是与CPU密切相关的，做移植前需要熟悉被移植CPU平台的硬件架构和ucos-ii的运行原理，图2是ucos-ii与本嵌入式监控系统的软硬件架构。

图2 系统架构图

2.2 基于BF533的ucos-ii的移植

移植ucos-ii需要理解处理器及C编译器的技术细节。处理器和编译器满足了ucos-ii的要求，并且已经有了必要工具。移植工作通常包括以下几个内容：

A 用#define设置一个常量的值（OS_CPU.H）;

B 声明10个数据类型（OS_CPU.H）;

C 用#define声明三个宏（OS_CPU.H）;

D 用C语言编写六个简单的函数（OS_CPU_C.C）;

E 编写四个汇编语言函数（OS_CPU_A.ASM）;

针对不同的CPU平台，移植ucos-ii的过程也会有稍许不同。在本系统中，移植过程大致分为两大部分：1）修改部分文件使ucos-ii与DSP能够实现良好的接口（主要指ucos-ii对DSP硬件架构的支持）;2）添加针对嵌入式监控系统硬件平台的初始化及驱动代码。