软件结构 - 基于TMS320DM365网络摄像机的底层程序

2 网络摄像机的软件结构

由于DaVinci系统双处理核心的硬件结构，整个DaVinci的软件框架也类似于硬件框架分为ARM核心的软件和DSP部分的软件。整个软件框架图如图3所示，ARM内核中的软件主要为操作系统、驱动和应用层面的软件，DSP内核里运行音视频编解码算法处理，ARM通过TI的Codec Eng ine机制调用DSP完成编解码。

在DSP部分，软件由最底层的DSP／BIOSTM内核，内核上层是Codec engine，用于和ARM端的Linux通信，最顶层是图像处理箅法。针对图像处理算法，DaVinci框架提供了数字信号处理算法接口标准（XDAIS）和针对流媒体的XDM。所有符合XDAIS和XDM标准的图像处理算法包都可以被用于DaVinci的DSP中。并且在XDAIS和XDM中也包括了一套流程完整的基础的图像处理算法，用户可以按照其标准进行修改，或者自行重新开发。再加上由第三方开发的符合XDM标准的软件包，地丰富了整个DSP图像处理软件部分的资源。

ARM部分的软件系统使用基于Linux的嵌入式软件系统，软件结构如图4所示。整个系统基于Linux的实时操作系统，在Linux上需要加入文件系统、图形用户接口和任务管理，最顶层是应用层面的软件，在应用软件中DaVinci系统只提供常用的API。

Linux实时操作系统中，应用程序、引导加载程序（Boot Loader）、驱动程序（Driver）和操作系统（Operating System）的内核镜像都是相互独立的，可以单独编译修改。只要符合各个部分特有的接口和程序存放位置，就能被整个系统识别并且调用。引导程序是UBL和u-boot，用于初始化硬件系统，引导Linux操作系统的加载，完成内核文件加载后，将控制权交给操作系统。操作系统的内核镜像uImage，是一个基础的操作系统平台，调用驱动程序和应用程序，实现多线程机制，完成了系统调用等工作。驱动程序和应用程序是事先存储在操作系统特定文件夹内的，被操作系统Linux按顺序调用，开发者可以根据自己的需要自行修改。Linux内的文件系统主要提供内核中所有文件的存储、检索和更新等功能，同样包括了驱动程序和应用程序的文件操作。一般不提供保护和加密等安全机制。文件系统通过调用和命令方式提供文件的各种操作，主要包括设置、修改对文件和目录的用户权限；提供针对目录的创建、修改和删除等功能；提供针对文件的创建、打开、读写、关闭和撤销等功能。

对于应用层面的开发而言，并不需要考虑DSP部分的图像处理实现算法，直接将DSP部分作为一个黑箱进行处理，通过图像服务接口，从ARM部分通过语句进行调用。图像服务的接口提供了用户调用DSP中的图像处理程序的接口，整个服务接口使用Codec中间框架系统。Linux端的程序通过Codec引擎访问DSP处理器中的Codec Server。整个Codec框架包括了多种API和SPI，从软件角度可以看做是一个介于应用程序和DSP中图像处理算法之间的接口，如图5所示。这样ARM端的应用程序开发者，可以不用去考虑DSP中复杂的音视频算法。

这种ARM和DSP分开的软件结构，使得整个Davinci框架下的系统的软件开发被分成了四个部分：图像算法开发、Codec Server集成开发、CodecEngine集成开发和应用程序开发。基础的图像算法可以通过TI提供的CCS开发工具，图像的编码算法被存储为．lib的库文件。而Codec Server的开发是调用一系列的．lib算法库，实现各种库文件的对ARM部分的接口。Ciodec Engine是开发调用Codec Server的Stuh和Skelet on，完善整个图像处理功能的调用，而面向厂商或是使用者的应用程序的开发，只需要针对不同应用情况编译基于Linux的应用程序，其中图像处理算法等内容，作为黑箱供这些使用者调用。