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嵌入式图像处理系统的模块化软件设计

内容来源:机械设计与制造工程杂志      浏览次数:62      更新时间:2017-12-29

嵌入式图像处理系统的模块化软件设计

杨晓雁
(延安大学计算机学院,陕西  延安〓716000)


    当前,随着嵌入式技术、视觉技术及图像处理技术的不断成熟和发展,以现实应用为根本出发点的嵌入式图像处理系统得以深化发展。该系统最大特点是软件可配置、功能丰富、功耗成本低,且具备体积小、扩展性强等优势[1],能够实现设备的精准监测和控制,因此在医疗设施、工程控制、气象监测及航空航天领域得到广泛应用。但是技术的更新和图像处理质量的高标准要求,给系统优化设计带来了新的挑战。软件系统作为系统初始化、视频捕捉及图像处理等功能的关键支撑,其复杂程度较高,通常会占据系统开发工作量的70%左右。因此,为减少开发的工作量,模块化设计方法被开发者引入。通过该设计方法,将系统的需求分为不同的模块,这样不仅能够有效避免功能模块的相互干扰,而且能够显著提升系统的扩展性。本文利用DSP集成开发环境CCS中的DSP/BIOS实时操作内核,在RF5参考框架下,运用模块化方法进行软件的设计,首先根据系统的硬件配置进行驱动程序及系统初始化程序的编写,然后根据现实需求设计相应的功能模块并给出程序设计方案,最终封装各程序模块,完成软件的优化设计。

1〓模块化软件设计的需求分析
    嵌入式图像处理系统是“控制、监视或者辅助设备、机器和车间运行的装置”,从该定义可知,其是软件和硬件的集合体,但是传统的图像处理系统中硬件和软件处于分割独立的状态,设计过程中依照不同的设计流程分别实现,该设计方法只能优化软硬件各自的部分功能,不能从整体上对系统进行综合性优化,而且软硬件的分别开发,一旦设计出现问题则很难精准定位,需要对整个硬件配置和软件结构进行修改和完善,且很容易造成系统集成出现错误,当前硬件的模块化设计是主流趋势,因此嵌入式图像处理系统中软硬件设计应该协同进行。首先应以独立于系统软硬件的功能性规格方法对系统进行简单的描述,运用有限状态自动机(FSM)、统一建模语言(UML)和VHDL统一表示软硬件,进行功能划分和综合[2],然后根据系统功能需求和限制条件,依据算法对软硬件进行功能模块分配,并进行性能、参数的调试,直至达到设计目的。由此可知,嵌入式图像处理系统的模块化软件设计是软硬件协同设计的内在要求,其将软件功能以模块化的形式呈现,在维持系统各模块物理因素分离的基础上,实现了逻辑因素上的统一,各功能模块相互协调、相互配合,有效提升了系统的整体性能。

2〓模块化软件总体设计
2.1〓硬件环境配置
    依据嵌入式处理系统的设计需求,本文选用的硬件设施主要由S3C2410处理器、SDRAM、Flash、SD卡、USB接口、RS232串口、以太网口、液晶屏及触摸屏组成。系统的硬件平台以S3C2410A为核心,图形数据的处理由其负责,并可以通过触摸屏完成人机交互,在LCD上进行图像显示,Flash闪
存主要用作对数据的存储,保存系统数据,也可以……   


作者简介:杨晓雁(1973—),女,陕西延安人,延安大学讲师,硕士,主要研究方向为软件工程。



(文章来源《机械设计与制造工程》杂志如需详细资料请联系江苏机械门户网客服QQ:2980918915,电话025-83726289)

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