基于SOPC的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn).pdf

1、此論文描述了網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)在SOPC平臺上的設(shè)計與實現(xiàn)。SOPC是近幾年興起的一種用于嵌入式開發(fā)的片上系統(tǒng)可編程技術(shù)，此技術(shù)在FPGA中實現(xiàn)微處理器，使得它不僅擁有微處理器系統(tǒng)的豐富軟硬件資源，還具備FPGA系統(tǒng)的快速邏輯，被很多人認(rèn)為是未來嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的方向；同時也有許多人持觀望態(tài)度，認(rèn)為SOPC系統(tǒng)不夠成熟。本文填補了SOPC技術(shù)在視頻監(jiān)控方面的應(yīng)用空白，并通過實際應(yīng)用來驗證SOPC技術(shù)的特性，分析其優(yōu)勢和不足。 本設(shè)計

2、基于使用NiosⅡ嵌入式處理器的SOPC開發(fā)平臺。與傳統(tǒng)嵌入式系統(tǒng)相比，SOPC系統(tǒng)的開發(fā)提供了特殊的并行設(shè)計方式。頂層處理器設(shè)計提供NiosⅡ內(nèi)核以及各類外設(shè)的Avalon總線接口；硬件系統(tǒng)設(shè)計以處理器為核心負(fù)責(zé)添加相應(yīng)的IP核以及FPGA配置；軟件系統(tǒng)設(shè)計以組件為基礎(chǔ)提供相應(yīng)驅(qū)動和應(yīng)用程序。 視頻監(jiān)控系統(tǒng)由視頻信號的采集、編碼和傳輸三部分組成。本系統(tǒng)的視頻采集模塊采用USB攝像頭進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，基于CH374USB接口芯片設(shè)計

3、了USB主機(jī)控制器并提供相應(yīng)的NiosⅡ驅(qū)動，通過USB主機(jī)控制器讀取USB攝像頭的圖像信息，并轉(zhuǎn)換為YUV420幀格式存儲，以便視頻編碼器進(jìn)行壓縮；視頻編碼器采用網(wǎng)絡(luò)性能出色的H.263標(biāo)準(zhǔn)，本文定制并在NiosⅡ中移植了H.263編碼器，通過C2H編譯器將關(guān)鍵算法轉(zhuǎn)換為硬件加速器以提高視頻編碼器的性能；視頻信號的傳輸采用以太網(wǎng)作為傳輸媒介，基于DM9000以太網(wǎng)控制芯片，設(shè)計DM9000的底層驅(qū)動，并實現(xiàn)與LwIP的接口，為軟件系統(tǒng)

4、提供了完整的網(wǎng)絡(luò)體系。在此基礎(chǔ)上，使用Socket接口設(shè)計了SOPC平臺的UDP客戶機(jī)和PC終端的服務(wù)器，將編碼后的視頻碼流傳輸給遠(yuǎn)端服務(wù)器。 本文實現(xiàn)了基于SOPC的視頻監(jiān)控系統(tǒng)，完成了視頻采集，編碼和傳輸?shù)幕竟δ埽⑼ㄟ^基于SOPC平臺的優(yōu)化使系統(tǒng)在局限性較強(qiáng)的硬件平臺上達(dá)到了令人滿意的效果。由此驗證了SOPC技術(shù)的優(yōu)良特性。 SOPC技術(shù)還處于起始階段，并未成熟，資料和參考設(shè)計稀缺，本課題同樣在嘗試與摸索中進(jìn)行開