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嵌入式uClinux和双核DSP在视频编码系统中的应用研究

作　者: 雷杰
导　师: 金炜东
学　校: 西南交通大学
专　业: 系统工程
关键词: 嵌入式系统 uClinux Bootloader 双核DSP 视频编码器
分类号: TN919.81
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

嵌入式视频编码系统在多媒体处理领域有相当广泛的应用，它是指以嵌入式方式实现的视频信号编码器。对于复杂的应用来讲，还应该有较好的网络传输功能甚至是视频解码功能，这就对系统处理器有了更高的要求。论文的基本思想是通过对嵌入式uClinux操作系统进行研究，将其移植在双核DSP处理器BF561之上，并在两者的结合下实现双核DSP在视频编码系统中的应用。嵌入式uClinux内核的启动过程对于理解内核有着重要的意义，所以论文首先对内核的启动代码作了深入分析，然后在启动分析的指导下，对uClinux内核的移植做了全面的研究。鉴于所要实现的视频编码系统硬件上采用了双核DSP架构，论文对多处理器以及多核处理器做了一定程度的研究，之后分析了Linux操作系统对SMP多处理器架构的支持和实现。同时，以双核处理器为例，对多核处理器的引导方式和多核同步做了一定的介绍，从而为双核DSP处理器BF561的引导和应用提供了理论指导。本论文在双核DSP处理器BF561上成功地实现了Boodloader和uClinux内核的移植，完成了硬件的引导和内核的启动，并以一种较为简单的方式实现了双核DSP在视频编码系统的中应用，完成了双核的任务分配以及双核的同步与通信。通过该视频编码器的实现，论文也对嵌入式应用软件的开发流程进行了研究。论文实现的视频编码系统采用了双核DSP的实现方式，所选DSP是一种基于“微信号”架构的处理器，除了编码效率优于单核单处理器系统外，这种实现方式与普通的MCU+DSP的双核方式相比更有优越性。同时，将嵌入式uClinux和BF561相结合也是一种合理的构建方式，充分发挥了两者各自的优点，在多媒体处理当中更容易实现视频编码、视频解码以及网络传输等功能完备的综合系统。

全文目录

摘要  6-7
Abstract  7-11
第一章绪论  11-15
  1.1 引言  11
  1.2 嵌入式视频系统的发展现状与发展趋势  11-12
  1.3 嵌入式操作系统国内外发展现状  12-13
  1.4 论文的研究意义和主要工作  13-15
    1.4.1 双核DSP在视频编码系统中的研究意义  13
    1.4.2 论文的主要工作  13-15
第二章嵌入式uClinux与BF561开发基础  15-23
  2.1 嵌入式操作系统理论  15-18
    2.1.1 嵌入式操作系统的发展  15-16
    2.1.2 嵌入式uClinux操作系统  16-18
  2.2 双核DSP处理器BF561介绍  18-23
    2.2.1 微信号体系结构(MSA)  18
    2.2.2 BF561的双核架构  18-19
    2.2.3 BF561的存储器结构  19-20
    2.2.3 BF561的其它特性  20-21
    2.2.4 BF561在多媒体处理中的应用  21-23
第三章嵌入式uClinux移植分析  23-34
  3.1 uClinux启动分析  23-28
    3.1.1 内核启动过程  23-24
    3.1.2 Bootloader  24-26
    3.1.3 start_kernel()函数  26-27
    3.1.4 init()函数  27-28
  3.3 uClinux移植分析  28-34
    3.3.1 引导装载程序移植  28-29
    3.3.2 内核移植  29-32
    3.3.3 文件系统移植  32-34
第四章 uClinux对多处理器系统的支持  34-43
  4.1 多处理器的发展  34
  4.2 多处理机和多处理器操作系统  34-37
  4.3 多核处理器  37-41
    4.3.1 双核处理器架构  37-38
    4.3.2 双核处理器的可编程模式  38-40
    4.3.3 双核处理器的引导方式  40-41
    4.3.4 双核处理器的同步与通信  41
  4.4 uClinux下多处理器系统的实现  41-43
第五章双核DSP在视频编码系统中的应用  43-65
  5.1 系统的软、硬件选择  43-48
    5.1.1 硬件选择  43-45
    5.1.2 软件选择  45-46
    5.1.3 系统构建  46-48
  5.2 嵌入式uClinux的实现  48-54
    5.2.1 移植前的准备工作  48
    5.2.2 Bootloader移植  48-51
    5.2.3 uClinux内核移植  51-54
  5.3 双核处理器的构建  54-57
    5.3.1 B核的启动和应用  55-56
    5.3.2 A核控制B核的方式  56
    5.3.3 双核之间的同步与通信  56-57
  5.4 双核处理器的应用  57-64
    5.4.1 初始化代码  58-60
    5.4.2 链接脚本文件  60-62
    5.4.3 A核的基本任务  62
    5.4.4 将可执行代码写入B核的实现  62-63
    5.4.5 A核对B核的控制  63-64
    5.4.6 Makefile文件  64
  5.5 小结  64-65
结论  65-67
致谢  67-68
参考文献  68-71
攻读硕士学位期间发表论文  71

嵌入式uClinux和双核DSP在视频编码系统中的应用研究

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