摘要：本文介绍了DM8127的主要技术特点，阐述了基于DM8127的网络摄像机的主要软件功能，提出了基于DM8127的网络摄像机的软件设计方法，分析了各功能模块间的交互关系。该设计方法充分利用了DM8127的技术特点，符合模块化和流程化的设计思想，便于实现和升级。
关键词：DM8127，网络摄像机，SysLink
0引言
随着数字技术、网络技术在视频监控领域应用的日趋成熟，各行业对网络视频监控业务的需求也不断上升，视频监控系统的应用领域也越来越广泛。摄像机是视频监控系统的重要组成部分，本文所涉及的网络摄像机是基于TI的DM8127处理器，在充分利用该处理器各种内核及硬件资源的基础上，将软件系统的功能进行了基于SysLink机制的模块化和流程化设计，该网络摄像机功能强大、集成度高，在实用性和扩展性上具有一定优势。
1 DM8127的技术特点
本网络摄像机基于TI公司的多核专用视频处理芯片DM8127，该处理器芯片支持多格式解码，多速率、多码流及高清多通道功能，可提高设计的灵活性，降低设计复杂性，DM8127的功能结构如图1所示。
DM8127处理器具有丰富的片上资源，包括有一个主频为1GHz的ARM Cortex-A8内核，该内核的存储器系统具有32K字节指令和数据高速缓存，256K字节二级高速缓存，64K字节RAM，48K字节ROM；具有一个主频为750MHz的DSP核，具有64个通用寄存器，6个算术逻辑单元，2个乘法功能单元，其内存架构为各32K字节的一级高速程序\数据缓存和256字节的二级高速缓存；具有媒体控制器模块，该模块含有2个ARM Cortex-M3架构的处理器（VPSS-M3 和Video-M3），用于控制片上的视频处理子系统（VPSS）和成像子系统（ISS）；具有视频处理子系统（VPSS）和成像子系统ISS，ISS从图像传感器中获得视频输入信号并采集，实现图像编解码、图像缩放、颜色空间转换、曝光/白平衡的补偿计算等功能。视频处理子系统VPSS具有音频捕捉输入和视频显示输出的功能，集成了一些图像处理的硬件模块。此外，DM8127处理器还提供了系统控制功能和丰富的通信、存储等外围接口。
2 主要的软件功能
本网络摄像机的主要功能模块如图2所示，主要包括镜头模块、图像传感器模块、电机驱动模块、传感器采集控制模块、视频采集模块、3A（自动曝光、自动白平衡、自动聚焦）算法模块、移动侦测模块、视频编解码模块、OSD模块、系统管理模块、网络通信模块、流媒体模块、电源模块以及云台控制模块、温度检测模块、灯光控制模块、雨刷控制模块组成。
镜头模块与图像传感器模块连接，通过传感器采集控制模块和视频采集模块实现视频数据的采集，镜头模块还通过电机驱动模块与DM8127联系，接收DM8127发送的拉伸控制命令。视频数据经过3A算法模块的处理，实现自动曝光、自动白平衡、自动聚焦的调节，获得清晰的视频。移动侦测模块，侦测设定区域内的画面，给出侦测告警。视频编解码模块，可以对视频数据进行多种格式的编码压缩，为视频的传输节约网络带宽。系统管理模块、网络通信模块、流媒体模块则实现软件系统的上层应用，为视频的本地显示、对外传输、Web访问及相关参数的配置和获取提供服务。DM8127处理器还与MCU单元通信，实现云台控制、温度检测、灯光控制、雨刷控制等功能。
3 软件设计方法
本网络摄像机的软件设计采用SysLink机制。该软件设计中包括多个功能模块，各个模块又被细化为多个SysLink任务，每个任务都是SysLink机制中的一个Link，除了首尾Link外，每个Link都具有前向任务preLink和后向任务nextLink两个属性。在运行时，当某一个Link任务处理完数据后，则将自身挂起，等待下一次被preLink任务激活，同时通知nextLink任务处理数据。各个Link任务之间的先后关系和数据流向是一致的，在这种方式下，各个模块的各个任务就通过SysLink机制构成了一系列的链状结构，处于一个链上的两个任务具有明确的先后关系。
例如，釆集模块由CaptureLink捕获任务、ResizeLink缩放任务、MergeLink合并任务和3个DupLink拷贝任务组成，其中CaptureLink捕获任务负责驱动程序调用和中断响应，该任务在完成采集设备的驱动调用后等待采集中断的回调，回调返回后将采集到的原始帧数据交给对应的DupLink拷贝任务。DupLink拷贝任务将输入的数据拷贝，然后分发到不同的输出任务。ResizeLink缩放任务则将输入的原始帧数据按照指定的分辨率进行缩放。MergeLink合并任务将多路原始帧数据在逻辑上合并成统一的数据结构，然后输出给后端的OSD模块（即字符叠加模块）处理。OSD模块对应的OsdLink任务则必须等到三路不同分辨率的原始帧都产生并合并后才能进行，视频编码模块的任务又要等到OSD模块处理完成后才能进行，视频编码模块先通过IpcM3OutLink 和 IpcM3InLink 将原始帧数据从VPSS-M3核 传送给 Video-M3核，然后在H264EncLink任务中进行编码，编码完成后通过BitsOutLink任务将码流发送出去。
本网络摄像机的各个功能模块的各个任务分布在DM8127的Cortex-A8和两个Cortex-M3（VPSS-M3 和Video-M3）处理器核上，核间的数据交互釆用IPC进行，通过调用IPC的 API函数实现核间通信。IpcM3InLink/ IpcM30utLink，BitsInLink /BitsOutLink是两对核间通信API调用，每对调用在一个处理器核上执行输出任务，另一个处理器核上执行输入任务，实现核间的输入输出匹配。
4 结束语
网络摄像机作为一种网络监控系统的重要组成部分，每个网络摄像头都可以看作是一个独立的视频监控系统，其拥有强大的网络传输能力和Web配置功能，有利于实现跨区域的大型监控系统的组网和访问。基于DM8127的网络摄像机具有尺寸小、图像清晰、网络传输稳定等特点，它所使用的达芬奇开发平台和基于SysLink机制的软件设计方法具有很强的实用性和扩展性，节省了开发成本、缩短了开发周期，增加了系统的可维护性和灵活性，方便系统升级。
作者简介：
张令意（1981-），女，河北衡水人，硕士研究生，高级工程师，主要研究方向：视频监控；
刘 群（1963-），男，河北临城人，高级工程师，研究方向：电力系统与继电保护；
田小锋（1973-），男，河南洛阳人，博士研究生，高级工程师，主要研究方向：数字图像处理。
参考文献：
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论文作者:张令意12,刘群12,田小锋12
论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期
论文发表时间:2017/6/13
标签：模块论文; 摄像机论文; 网络论文; 视频论文; 处理器论文; 数据论文; 功能论文; 《电力设备》2017年第6期论文;