● 摘要
嵌入式系统、多媒体通信以及互联网技术的飞速发展使得嵌入式多媒体网络应用产品获得社会的广泛关注。随着当今社会对生命财产安全及网络信息安全的需求的提升,轻型、稳定性强、具有音视频监控及网络通信功能的嵌入式视频服务器已经成为各大嵌入式系统研发公司及网络运营商研究的重点。本文根据当今嵌入式系统和网络传输问题的现状及发展趋势,提出一种轻型的嵌入式视频服务器设计方案,并重点研究该视频服务器的操作系统移植、网络协议栈移植及协议算法设计。
1. 整体方案。根据系统硬件条件及产品设计需求,提出了一个基于TMS320DM6441硬件平台的轻型嵌入式视频服务器设计方案,对操作系统及网络协议栈的选型做出详细比较,选择RT-Thread作为操作系统,LwIP作为网络协议栈,并确定研究计划和相应步骤。
2. 操作系统移植。介绍了RT-Thread的系统架构设计,包括内存管理方法、同步通信管理方法、线程管理方法等。提出了系统移植中各个关键模块的设计思想,包括:启动代码、中断、现场保护、线程调度,给出了相应的关键代码和程序调试方法。最后,对操作系统微内核进行测试并做结果分析。
3. 网络协议栈移植。介绍了LwIP的内核架构的设计,包括通信方式、数据包管理方法、各协议的原理等。阐述了网络协议栈移植各个关键模块的设计思想和相应步骤,包括:EMAC驱动的编写、头文件和编译选项的修改、ARP、IP、ICMP、UDP、TCP等协议的代码修改。最后,对协议栈进行压力测试并分析。
4. 拥塞控制算法设计。提出了一种轻型的适用于小型嵌入式视频服务器的UDP拥塞控制算法,并将该算法应用于基于嵌入式Linux操作系统的TMS320DM6467T硬件开发平台上,验证了算法的可靠性与实用性。
综上所述,本文所设计的嵌入式视频服务器具有轻量级、低功耗、性能优越等特点,并且首次将RT-Thread和LwIP成功移植在TI公司的达芬奇系列硬件平台上,具有良好的工业应用前景。
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