基于XScale的面向移动视频信息处理的嵌入式平台的研究

论文摘要

随着嵌入式技术的迅猛发展,人们对嵌入式产品的需求越来越大,其中对移动视频信息处理设备的需求尤为突出,但是目前的嵌入式开发平台都以教学为目的,没有针对应用的产品开发平台,因此本文在现有的硬件基础上,研究了一种面向应用的嵌入式开发平台,以适应移动视频信息处理产品的开发需求。本文针对移动视频信息处理的开发需求,在基于XScale的硬件平台UP-TECHPXA270上,设计了一套完整的、面向应用的视频采集、压缩与传输系统,该系统以嵌入式linux操作系统为平台,又分为视频采集、视频压缩、视频传输三个子系统。因此,本文的研究工作分为以下几个内容:在UP-TECHPXA270硬件平台上移植linux操作系统。操作系统的移植包括bootloader移植、linux2.6.2内核移植、文件系统移植以及交叉编译环境的建立。这是整个研究的基础部分,只有建立好了稳定的系统与开发环境我们才可以进行更深入的研究工作。基于OV511的视频采集系统。该系统由硬件和软件两部分组成,硬件部分主要是基于OV511芯片的usb摄像头和LCD液晶显示屏,软件部分则是相关的驱动程序、视频采集模块（V4L）、视频显示模块、视频存储程序。基于H.263的视频编码系统。H.263标准是ITU在1994年提出的面向网络视频传输的新一代视频编码标准,在网络视频传输和电话会议等领域有广泛的应用。本文设计的视频编码系统采用H.263视频编码标准,对视频采集系统所采集的视频数据进行压缩,从而有效的支持视频数据的存储与传输。基于UDP的网络传输系统。该系统采用面向无链接的UDP协议,可将数据从嵌入式平台传输到PC机上,从而有效的支持嵌入式平台和PC机的数据交换。在本文中,该系统主要用途是将采集的视频数据传输到PC机上。这三个子系统是移动视频信息处理设备所必须具备的基本功能,也是本文的主要研究内容,他们可以大大方便嵌入式开发人员的工作,有效地支持移动视频信息处理设备的开发。最后,作者在目前工作的基础上,提出了今后的目标和研究方向。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及意义
• 1.2 嵌入式系统介绍
• 1.3 XScale的架构分析
• 1.4 嵌入式系统硬件平台介绍
• 1.5 H.263标准介绍
• 1.5.1 H.263的发展历程
• 1.5.2 H.263的特点及用途
• 1.6 主要研究工作
• 第二章 嵌入式操作系统的移植
• 2.1 嵌入式Bootloader的移植
• 2.1.1 什么是bootloader
• 2.1.2 blob的结构
• 2.1.3 blob启动的两阶段
• 2.1.4 根据平台硬件结构定制blob
• 2.1.5.配置和编译blob
• 2.2 嵌入式linux操作系统的移植
• 2.2.1 嵌入式linux操作系统
• 2.2.2 移植前的准备工作
• 2.2.3 内核的裁剪与移植
• 2.3 嵌入式文件系统的移植
• 2.3.1 文件系统概念
• 2.3.2 几种常用的嵌入式文件系统
• 2.3.3 构建文件系统
• 2.4 本章小结
• 第三章 视频采集系统的设计
• 3.1 usb摄像头
• 3.2 Video4linux视频采集接口
• 3.2.1 Video4linux简介
• 3.2.2 Video4linux支持的数据结构
• 3.2.3 V4L关键函数介绍
• 3.3 视频显示模块
• 3.4 V4L模块及驱动程序的加载
• 3.5 采集系统编程
• 3.6 本章小结
• 第四章 网络传输系统的设计
• 4.1 UDP协议
• 4.1.1 什么是UDP协议
• 4.1.2 UDP协议的特性与应用
• 4.2 Socket介绍
• 4.2.1 套接字类型
• 4.2.2 套接字函数
• 4.3 采用UDP传输协议的程序设计
• 4.3.1 服务器端程序
• 4.3.2 客户端程序
• 4.3.3 传送数据
• 4.4 本章小结
• 第五章 H.263视频编码算法的实现与优化
• 5.1 H.263视频编码算法的实现
• 5.1.1 H.263编码源程序分析
• 5.1.2 在嵌入式linux平台上实现H.263视频编码算法
• 5.2 视频编码算法的优化
• 5.2.1 嵌入式程序的优化策略
• 5.2.2 具体的的优化方法
• 5.3 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录1
• 附录2
• 学位论文评阅及答辩情况表