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多路复合视频信号的采集与传输的设计

  • 简介:(论文 字数:29949 页数;59)摘 要:本文提出一种多路复合视频信号的采集与传输的设计方案。该方案在LPC2138微处理器上移植uCOS-II操作系统,采用USB接口芯片ISP1161A1的HOST方式连接USB摄像头进行视频数据的采集,然后,通过以太网接口芯片ENC28J60接入...
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(论文 字数:29949 页数;59)摘 要:本文提出一种多路复合视频信号的采集与传输的设计方案。该方案在LPC2138微处理器上移植uCOS-II操作系统,采用USB接口芯片ISP1161A1的HOST方式连接USB摄像头进行视频数据的采集,然后,通过以太网接口芯片ENC28J60接入以太网,进行多路复合视频信号的网络传输。本方案包括USB HOST驱动的开发、USB驱动层USBD的开发、以太网接口芯片ENC28J60的介绍以及底层硬件驱动的开发、TCP/UDP/IP协议的应用,对整个系统的设计进行了比较全面的论述。针对目前的情况,对一些难点技术进行深入学习,主要讨论以下几个方面的问题: 如何将一个uCOS-II操作系统移植到微处理器上;如何编写USB接口芯片的HC驱动程序;怎样设计USBD层;以及以太网传输的构建。

关键字:uCOS-II操作系统,USB HOST,以太网传输,IP协议栈

Abstract :This paper presents a multi-channel composite video signal acquisition and transmission design. The program transplants uCOS-II operating system on the LPC2138 microprocessor, using the HOST ISP1161A1 as USB interface chip connected USB camera for video data acquisition, and then through the Ethernet interface chip ENC28J60 access to Ethernet, for multi-channel composite video signal transmission network. The program includes a USB HOST-driven development, USB driver layer USBD development, ENC28J60 Ethernet interface chip on the bottom and hardware-driven development, TCP / UDP / IP protocol to the applicat -ion of the whole system design of a more comprehensive exposition. In view of the current situation, through some technical depth study, discuss on the following areas : How would one transplanted uCOS-II operating system to the microprocessor; how to prepare the USB interface chip HC Driver; how to design USBD layer; Ethernet transmission and Construction.

Keywords: uCOS-II operating system, USB HOST, Ethernet Transfer, IP Protocol Stack

目 录
摘 要 3
ABSTRACT 4
1 选题背景 5
1.1 课题的来源 5
1.2 题目的理论目的意义 5
1.3 方案选择与论证 6
1.4 指导思想 10
2 嵌入式操作系统的移植 11
2.1 嵌入式操作系统的发展 11
2.2 嵌入式操作系统及其特点 12
2.3 常用的嵌入式操作系统 12
2.3.1 WINDOWS CE .NET 12
2.3.2 嵌入式Linux 12
2.3.3 VxWorks 13
2.3.4 T-Kernel 14
2.3.5 uC/OS-II 15
2.4 UC/OS-II移植原理 16
2.4.1 编译器的选择 16
2.4.2 移植uC/OS-II 16
2.4.3 编写OS_CPU.H 17
2.4.4 编写Os_cpu_c.c文件 18
2.4.5 编写Os_cpu_a.s文件 20
2.4.6 中断与时钟节拍 21
3 基于ISP1161A1的USB HOST驱动 23
3.1 USB总线传输协议 23
3.1.1 包的格式 23
3.1.2 USB总线数据传输类型 24
3.2 ISP1161A1介绍 25
3.2.1 ISP1161X芯片介绍 25
3.2.2 ISP1161x软件模块 26
3.2.3 ISP1161x 硬件模块 27
3.2.4 ISP1161x 软件系统结构 28
3.2.5 主机堆栈系统结构 28
3.2.6 编程ISP1161x 的主机控制器 29
3.3 USB驱动的软件实现 37
4 以太网连接 43
4.1 以太网控制器ENC28J60 43
4.2 ENC28J60驱动的软件实现 46
4.3 基于ENC28J60以太网卡的以太网传输的架构 48
5 实验电路与结果 50
5.1系统设计的电路实物图 50
5.2部分实验结果 51
6 总 结 54
6.1 毕业设计中遇到的困难及解决办法 54
6.1.1 操作系统移植部分 54
6.1.2 USB接口芯片ISP1161的驱动开发调试部分 54
6.2 收获与展望 56
致 谢 58
参考文献 59

1 选题背景
1.1 课题的来源
  USB(Universal Serial Bus ,通用串行总线) 是最近几年逐步在PC 领域广为应用的新型接口技术。作为计算机外围设备的一种标准接口,他以支持热插拔、接口通用性好、实时性强、传输方式多样、较高的传输速率、成本低、易于扩展且便于使用这些优点而受到许多硬件厂商的青睐,各种类型的USB 设备产品,包括摄像头、键盘、鼠标、扫描仪、打印机以及存储设备大量涌入市场,应用如火如荼。但是要使这些设备像在Windows 中一样,运行在嵌入式系统中,就需要编写相应操作系统下的驱动程序,也叫BSP(板级支持包) 。
在许多的应用中,多媒体相关的应用更是倍受人们关注,尤其是视频的相关技术。一般情况下可以采用摄像头或视频采集卡来完成视频的采集工作,由于使USB 接口的摄像头在PC 上的应用已经很广泛,而且成本低廉,所以在嵌入式uCOS-II系统中开发使用USB 摄像头来采集视频是很好的选择。

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