基于DSP器件TMS320C6211芯片实现视频检测设计
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。
根据系统设计需要，视频检测卡功能主要分为：模拟图像采集、模拟图像a/d转换、数据缓存连同dsp视频检测5个部分。视频检测卡流程如图2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。
命令字段寄存器用来提供设备响应的控制命令字；状态字段用来记录pci总线相关事件。
基地址寄存器最重要的功能是分配pci设备的系统地址空间。在基地址寄存器中，bit0用来标识是存储器空间还是i/o地址空间。基地址寄存器映射到存储器空间时bit0为“0”，映射到i/o地址空间时bit0为“1”。基地址空间中其他一些内容用来表示pci设备地址空间映射到系统空间的起始物理地址。地址空间大小通过向基地址寄存器写全“1”，然后读取其基地址的值来得到。
pci设备的驱动过程主要包括下面几个步骤。
首先，pci设备的查找。在嵌入式操作系统中一般提供相应的api函数，在linux操作系统中通过函数pcibios_find_device（pci_vendor_id，pci_device，index，&bus，&devfn）能够找到供给商代码为pci-id，设备标识为pci-device的第n（index+1）个设备，并且返回总线号和功能号，分别保存于bus和devfn中。
第2步，pci设备的配置。通过操作系统提供的api函数访问pci设备的配置空间，配置pci设备基址寄存器的配置、中断配置、rom基地址寄存器的配置等，这样可以得到pci的存储器空间和i/o地址空闲映射，设备的中断号等。在linux操作系统中，访问pci设备配置空间的api函数有pcibios_write_config_byte、pcibios_read_config_byte等，它们分别完成对pci设备配置空间的读写操作。
第3步，根据pci设备的配置参数，对不同的设备编写初始化程序、中断服务程序以及对pci设备存储空间的访问程序。
2.2远程控制与通信链路的建立
与internet连接的数据链路方式主要有ethernet方式和串行通信方式。ethernet连接方式是一种局域网的连接方式，广泛应用于本地计算机的连接。通过modem进行拨号连接的串行通信方式，可以实现远距离的数据通信，下面详细介绍串行通信接口协议方式。
串行通信协议有slip、cslip以及ppp通信协议。slip和cslip提供一种简单的通过串行通信实现ip数据报封装方式，通过rs232串行接口和调试解调器接入internet。但是这种简单的连接方式有很多缺陷，如每一端无法知道对方ip地址；数据帧中没有类型字段，也就是1条串行线路用于slip就不能同时使用其它协议；slip没有在数据帧中加上检验和，当slip传输的报文被线路噪声影响发生错误时，无法在数据链路层检测出来，只能通过上层协议发现。
ppp（pointtopointprotocal，点对点协议）修改了slip协议中的缺陷。ppp中包含3个部分：在串行链路上封装ip数据报的方法；建立、配置及测试数据链路的链路控制协议（lcp）；不同网络层协议的网络控制协议（ncp）。ppp相对于slip来说具有很多优势；支持循环冗余检测、支持通信双方进行ip地址动态协商、对tcp和ip报文进行压缩、认证协议支持（chap和pap）等。图4为ppp数据帧的格式。
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。
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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
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命令字段寄存器用来提供设备响应的控制命令字；状态字段用来记录pci总线相关事件。
基地址寄存器最重要的功能是分配pci设备的系统地址空间。在基地址寄存器中，bit0用来标识是存储器空间还是i/o地址空间。基地址寄存器映射到存储器空间时bit0为“0”，映射到i/o地址空间时bit0为“1”。基地址空间中其他一些内容用来表示pci设备地址空间映射到系统空间的起始物理地址。地址空间大小通过向基地址寄存器写全“1”，然后读取其基地址的值来得到。
pci设备的驱动过程主要包括下面几个步骤。
首先，pci设备的查找。在嵌入式操作系统中一般提供相应的api函数，在linux操作系统中通过函数pcibios_find_device（pci_vendor_id，pci_device，index，&bus，&devfn）能够找到供给商代码为pci-id，设备标识为pci-device的第n（index+1）个设备，并且返回总线号和功能号，分别保存于bus和devfn中。
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