以Linux为系统基于DSP的视频检测方案

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                    　　视频检测技术已广泛应用于工业控制、智能交通、设备制造等很多领域。传统的视频检测往往采用工控机作为其视频处理器来实现其功能。这种方法往往由于工控机处理速度的问题，无法实现对各个不同方向同时进行视频检测，而且由于视频检测处理过程需要占用大量的处理时间，因而无法实现实时的远程控制功能。
　　现在在远程控制和通信方面，基于DOS和Windows操作系统的通信平台得到普遍的引用，但是DOS操作系统作为单任务操作系统，无法实现多任务功能和实时处理的需要；而Windows操作系统作为视窗操作系统，其系统的稳定性和实时性也无法和实时多任务嵌入式操作相比拟。
　　本文提出一种以DSP作为视频检测处理芯片，以Linux为操作系统的嵌入式系统设计方法。
　　1 系统结构
　　本系统的研发主要包括视频检测卡和x86通信平台的设计2个部分。视频检测卡主要包括模拟图像采集、转换、DSP视频检测3个部分，每块交换参数检测卡扩充PCI总线接口，插在通信研发平台的PCI总线插口上，通过PCI总线同通信平台交换数据。通信平台处理多块交通参数检测卡的通信问题，将视频检测卡通过PCI总线传送过来的视频检测数据实时通过网络传送给控制中央。系统的功能方框图如图1所示。






　　本系统采用PhilIPs公司的SAA7111A来实现模拟图像A/D转换。该芯片可实现多路选通、锁相和时序、时钟产生和测试、ADC、亮色分离等功能。其输出能够具备如下格式：YUV 4：1：1（12bit）、YUV 4：2：2（16bit）、YUV 4：2：2(CCIR-656)（8bit）等。由于DSP处理芯片和SA7111A的时序不同，能够通过CPLD进行逻辑控制FIFO来完成数据缓存的功能。
　　DSP是实时信号处理的核心。本系统采用TI公司DSP芯片——TMS320C6211。该芯片属C6000的定点系列，C6211在这个系列中是性价比最高的一种。C6211处理器由3个主要部分组成：CPU内核、存储器和外设。集成外设包括EDMA控制器、外存储器接口（EMIF）、主机口（HPI）、多通道缓冲接口（McBSP）、定时器、中断选择子、JTAG接口、PowerDown逻辑连同PLL时钟发生器。通过EMIF接口扩充SDRAM，而PCI总线控制芯片的扩展通过HPI接口。
　　PCI总线的接口芯片PCI9050，主要包括PCI总线信号接口和本地总线（LOCAL BUS）信号。在硬件设计时，只需将本地总线信号的接口通过电平转换连接到DSP的HPI接口，同时扩展PCI接口就能够完成其硬件电路设计。
　　2 通信研发平台的嵌入式系统设计
　　通信研发平台以x86为核心器件，扩充PCI总线，通过Modem拨号，实现x86和Internet的连接。
　　2.1 PCI总线设备驱动
　　PCI设备有3种物理空间：配置空间、存储器空间和I/O空间。配置空间是长度为256字节的一段连接空间，空间的定义如图3所示。在配置空间中只读空间有设备标识、供给商代码、修改版本、分类代码连同头标类型。其中供给商代码用来标识设备供给商的代码；设备标识用来标识某一特别的设备；修改版本标识设备的版本号；分类代码用来标识设备的种类；头标类型用来标识头类型连同是否为多功能设备。除供给商代码之外，其他字段的值由供给商分配。







　　PPP的实现可以通过2个后台任务来完成。协议控制任务和写任务。协议控制任务控制各种PPP的控制协议，包括LCP、NCP、CHAP和PAP。它用来处理连接的建立、连接方式的协商、连接用户的认证以及连接中止。写任务用来控制PPP设备的数据发送。数据报的发送过程，就是通过写任务往串行接口设备写数据的过程，当有数据报准备就绪，PPP驱动通过信号灯激活写任务，使之完成对串行接口设备的数据发送过程。PPP接收端程序通过在串行通信设备驱动中加入“hook”程序来实现。在串行通信设备接收到1个数据之后，中行设备的中断服务程序（ISR）调用PPP的ISR。当1个正确的PPP数据帧接收之后，PPP的ISR通过调度程序调用PPP输入程序，然后PPP输入程序从串行设备的数据缓存中将整个PPP数据帧读出，根据PPP的数据帧规则进行处理，也就是分别放入IP输入队列或者协议控制任务的输入队列。
　　PPP现在已经广泛为各种ISP（InternetSeverProvider）接受，而Linux操作系统下完全支持PPP协议。在Linux下网络配置过程中，通过1个Modem建立与ISP的物理上的连接，然后在控制面板（ControlPanel）里面选择Netowrks Configuration。在接口（InteRFace）里面加入PPP设备，填入ISP电话号码、用户以及密码，同时将本地IP和远端IP设置为0.0.0.0，修改/ETC/PPP/OPTION，加上DEFAULTROUE，由ISP提供缺省路由，这样就完成了设备的PPP数据链路设置过程，可以通过Internet实现远程控制。
　　结束语
　　该设计方法已成功应用于智能交换系统的交通参数检测系统中。在该系统中，采用4块DSP视频检测卡实现4个不同路面区域的交通参数检测，同时采用Linux作为通信平台的操作系统；通过PPP协议建立与监控中心的连接，实现监控中心对各个视频检测卡的远程控制。
　　本文提出的视频检测和远程控制的嵌入式系统；通过PPP协议建立与监测中心的连接，实现监控中心对各个视频检测卡的远程控制。
　　本文提出的视频检测和远程控制的嵌入式系统设计方案，充分利用了DSP的高性能的数据处理功能和嵌入系统操作系统的实时稳定的特点，采用PPP协议建立与Internet的连接，实现视频检测的远程控制。这种DSP信号处理与嵌入式操作系统相结合的模式，可以广泛应用于工业控制、产品制造、智能交通等的视频检测领域，具有广泛的应用前景。