应用于网络摄像机的ARM7与uClinux平台的设计

摘要

随着互联网的发展和微电子技术的进步，嵌入式产业正成为当前IT行业的经济增长点。同时，由于嵌入式技术的独特优势，在各个领域内都得到了广泛的应用。目前在视频监控领域，出现了一种融合网络技术，音视频编码技术和嵌入式技术于一体的产品-网络摄像机。结合网络摄像机的需要，设计一个基于ARM7TDMI+uClinux的嵌入式平台是本论文研究和解决的主要课题。ARM公司的16/32位ARM7TDMI处理器是移动通信，网络应用等领域广泛采用的嵌入式方案标准。uClinux操作系统从linux操作系统衍变而来。它支持众多处理器，特别支持不具备内存管理单元(NOMMU)的嵌入式处理器，具有完善的驱动支持，完整的TCP/IP协议栈和齐全的工具集。除此以外，它也继承了Linux操作系统的各种优点，如功能强大，内核可裁减等。 本文首先介绍了嵌入式系统的一般概念以及视频监控系统的各类方案，结合本文的背景，提出采用专用音视频编码芯片IME6400+ARM7TDMI的嵌入式视频监控方案；然后是嵌入式系统硬件平台的选型标准，并根据实际需要，选择三星公司的S3C4480芯片，同时介绍了构成此平台的其它外围芯片以及连接编码子板的接口；然后是平台软件系统的搭建，首先介绍了U-Boot的移植，作为一个优秀的操作系统引导程序，U-Boot特别支持uClinux；接着是本文的另一个重点-uClinux的移植，分别介绍了uClinux的系统组成，内核的配置和编译，操作系统的移植。对系统的分析和理解不但是完成内核移植的首要工作，也是在操作系统上建立高级应用的前提。最后描述了如何基于此平台构建网络摄像机多媒体服务器。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1嵌入式系统简介

1.1.1嵌入式系统硬件特性

1.1.2嵌入式系统软件特性

1.2视频监控系统简介

1.2.1基于PC的数字视频监控系统

1.2.2嵌入式视频监控系统

1.2.3本文的应用方案

1.3本文主要工作以及章节安排

第二章基于ARM7TDMI的硬件平台

2.1嵌入式处理器

2.1.1 PowerPC系列

2.1.2 X86系列

2.1.2 68K/ColdFire

2.1.3 MIPS

2.1.4 ARM

2.2外围电路芯片

2.2.1 NorFlash

2.2.2 SDRAM

2.2.3 NandFlash

2.2.4网络PHY芯片

2.3应用于网络摄像机的接口

本章小结

第三章U-BOOT的移植

3.1开源Boot Loader

3 1 1 Redboot

3.1.2 ARMboot

3.1.3 U-Boot

3.2 U-Boot的编译

3.2.1 Shell编程和脚本语言

3.2.2 U-Boot的makefile文件

3.3 U-Boot的配置

3.4 U-Boot的移植的总体步骤

本章小结

第四章uClinux的配置和编译

4.1嵌入式操作系统的选择

4.1.1评估指标

4.1.2嵌入式Linux的优势

4.1.3本平台总体软件架构

4.2 uClinux系统介绍

4.2.1 uClinux源代码的组织目录

4.2.2 uClinux的内存管理

4.2.3 uClinux的固件管理和MTD文件系统

4.2.4 uClinux的根文件系统

4.2.6 uClinux的库和其它方面

4.3 uClinux的编译

4.3.1 Make文件分布

4.3.2 Make文件在系统编译中的地位和作用

4.4 uClinux的配置

4.4.1 uClinux源代码中的主要配置文件

4.4.2 uClinux下的配置功能

本章小结

第五章uClinux的移植

5.1移植总体介绍

5.2 uClinux内核的移植

5.2.1 uClinux文件总览

5.2.2内核移植涉及的文件

5.3 uClinux移植的其它方面

5.3.1网络芯片驱动程序的编写

5.3.2文件系统构建

5.3.3 uClinux内核补丁的制作

本章小结

第六章网络摄像机视频服务器的搭建

6.1视频服务器整体架构

6.2 IME6400的字符设备驱动程序的设计

6.3网络服务模块的设计

6.3.1本地操作子模块

6.3.2协议子模块

6.4简单的客户机-服务器应用

6.4.1服务器端代码

6.4.2客户端代码

本章小结

结束语

参考文献

致谢