4  MPEG4視頻解碼的嵌入式系統(tǒng)實現(xiàn)

實現(xiàn)本解碼器的主要硬件平臺是Easy ARM2200，如圖5所示。它是一款功能強大的32位ARM單片機開發(fā)板，采用了Philips公司的ARM7TDMIS核，以及總線開放的單片機LPC2210，具有JTAG調試功能。

圖5  Easy ARM2200開發(fā)板

開發(fā)板上除了提供鍵盤、LED和RS232等一些常用功能部件外，還具有4Mb SRAM、16Mb FLASH、IDE硬盤接口、CF存儲卡接口、以太網(wǎng)接口和Modem接口等。

本文選擇在μClinux操作系統(tǒng)上調試MPEG4解碼程序。調試過程分為以下幾個步驟：
•建立μClinux開發(fā)環(huán)境；
•在μClinux下開發(fā)應用程序；
•添加應用程序到目標系統(tǒng)并調試。

圖6 為一個基于μClinux的嵌入式系統(tǒng)典型框架結構圖。

圖6  基于μClinux嵌入式系統(tǒng)框圖

（1） 建立μClinux開發(fā)環(huán)境

為了實現(xiàn)基于μClinux的應用系統(tǒng)的開發(fā)，建立或擁有一個完備的μClinux開發(fā)環(huán)境是十分必要的。建立μClinux開發(fā)環(huán)境主要包括以下3個步驟：
•建立交叉編譯器；
•編譯μClinux內核；
•加載內核。

在完成上述所有工作后，一個嵌入式應用開發(fā)平臺就已經(jīng)搭建好了。在這個平臺之上，可以根據(jù)不同需要開發(fā)嵌入式應用。

（2） 在μClinux下開發(fā)應用程序

基于μClinux系統(tǒng)的應用程序的開發(fā)，通常是在標準Linux平臺上用交叉編譯工具armelfgcc來完成的。ADS和armelfgcc都是ARM公司提供的軟件開發(fā)工具，它們都支持ARM指令集，但部分偽指令集不同。因此為了將在ADS1.2環(huán)境下優(yōu)化好的源代碼移植到armelfgcc環(huán)境下，就需要對源代碼的偽指令作修改， 然后用armelfgcc編譯源文件，以生成可在目標板上運行的可執(zhí)行程序。

（3） 添加應用程序到目標系統(tǒng)并調試

要在硬件板上調試，就必須首先把應用軟件的可執(zhí)行程序添加到目標系統(tǒng)中。有多種途徑可以達到這一目的。本文使用的是網(wǎng)絡方法，通過以太網(wǎng)接口從網(wǎng)絡添加用戶程序到目標系統(tǒng)中運行。

完成上述工作后，MPEG4解碼程序就可以在μClinux系統(tǒng)上運行了，解碼結果數(shù)據(jù)流通過以太網(wǎng)動態(tài)傳輸?shù)絇C機上。對幾個典型QCIF格式圖像解碼的幀率如表5所列。

表5  在μClinux操作系統(tǒng)中MPEG4視頻解碼的幀率

觀察發(fā)現(xiàn)與前面的軟件仿真結果是一致的。對于序列news、miss_am和salesman這些運動動作不太大的圖像，解碼幀率明顯較高；而對于foreman、carphone和trevor這些運動動作較大的圖像，解碼幀率就較低。

實驗結果表明，本系統(tǒng)可以實現(xiàn)低幀率、低分辨率的嵌入式MPEG4視頻實時解碼。

5  結束語

本文重點研究了基于ARM開發(fā)平臺對MPEG4實時解碼的算法優(yōu)化及其硬件實現(xiàn)。主要完成了以下幾方面工作： 針對ARM7TDMI的體系結構，對解碼的關鍵部分進行了算法優(yōu)化和代碼優(yōu)化，從而極大地提高了解碼速度；針對具體的硬件平臺——基于ARM7TDMI的Eeay ARM2200開發(fā)板，建立了μClinux開發(fā)環(huán)境，在其上開發(fā)應用程序，添加到目標系統(tǒng)中并調試，最后完成了15fps的MPEG4視頻解碼嵌入式系統(tǒng)的實時實現(xiàn)。

隨著人們對視覺媒體的要求越來越高，基于嵌入式系統(tǒng)視頻解碼技術將具有越來越廣闊的前景。