专利名称：一种嵌入式双dsp信息数据处理装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种数据处理装置，更具体地涉及一种用于智能交通的嵌入式双 DSP信息数据处理装置。
背景技术：
数字信号处理器(Digital Signal Processor, DSP)是以数字信号来处理信息的器件，其工作原理是将接收到的模拟信号转换为数字信号再处理为现实信号。在智能交通领域，DSP处理器一直承担着相当重要的角色，除了完成现场抓拍图像的预处理以及图像输出外，也能对交通现场进行视频录像。常见的系统一般采用单DSP架构，在这种架构下，DSP需要承担前端采集图像的前端控制、转换处理、图像保存和输出等任务，这样就会存在如下几个问题1)对应用场合有限制。由于单DSP任务繁重，需要处理的事务过多，系统处理能力有限，不适用于高速和预处理算法复杂的场合；2)系统不易稳定。由于单DSP系统需要处理的事务过多，很难设计出比较稳定的系统，也不利于系统后期系统维护；3)不支持并行处理。在智能交通领域，很多时候需要对抓拍图片进行实时处理，并将处理结果叠加到抓拍图片或者视频流，而单DSP架构受系统处理所限，通常只能以串行的方式工作，即抓拍获取图像后，进行图像数据处理，然后将处理结果叠加到图像之上，最后保存并输出到目标介质。4)视频流不连续。在单DSP架构下，如果既需要输出抓拍帧，同时也要保存视频流，一般情况下，为了保证系统的稳定运行，同时也受系统缓存和处理所限，只能从连续的图像帧里面取出特定帧作为抓拍帧，这样就会导致视频流不连续，有明显的顿挫感，不利于交通应用。5)不支持用户二次开发。 实用新型内容.本实用新型的目的在于提供一种用于智能交通的嵌入式双DSP信息数据处理装置。为实现上述目的，本实用新型提供的嵌入式双DSP信息数据处理装置，由两个并行的第一 DSP处理器和第二 DSP处理器组成，两个并行的DSP处理器连接至一个图像采集前端模块；两个DSP处理器的后端各外设有接口模块。其中，接口模块包括串口模块、网口模块和存储模块，分别连接网络、SD卡和USB存储卡。本实用新型的数据处理装置是一种从处理到输出各个环节都能够并行的结构，单个DSP处理可以各自独立完成从数据处理到输出全部过程，也可以在组合模式下，两个DSP 之间进行数据交互，但两个DSP处理器也可以分别单独进行数据输出，即数据结果并行输出。这对于智能交通领域有较强的灵活性，用户可以针对交通现场和应用领域的特点采用
3合适工作模式。
图1是本实用新型的装置结构示意图。图2是本实用新型的装置数据流示意图。
具体实施方式
本实用新型提出了一种用于智能交通领域的基于双DSP的系统结构的处理装置。 本实用新型的技术解决方案是采用双DSP架构对采集前端获取的图像数据进行分析和处理，将图像处理结果进行综合，保存输出到其他外部接口，并提供DSP软件二次开发接口， 由用户自主实现图像处理算法以及对前端采集部分的控制。本实用新型提出的双DSP结构是一种完全意义上的并行结构，两个DSP处理器既可以工作在独立模式，也可以工作在组合模式。独立模式就是两个DSP处理器各自独立工作，互不影响，分别对图像数据进行处理和输出；组合模式就是两个DSP处理器需要进行相互通信，对图像数据分别进行处理，最后进行数据综合和输出。本实用新型的双DSP结构包括图像采集前端模块，由双DSP处理器构成的采集数据处理模块，以及后端外设接口模块。图像采集前端模块负责数据外部图像数据采集，在获取到一帧图像数据后通过DSP视频端口通信接口，将同一帧图像数据同时输出到第一 DSP 处理器(DSPl)和第二 DSP处理器(DSP》两个处理器；数据处理模块由DSPl和DSP2构成， 其中DSPl负责图像数据缓存、数据综合、视频压缩等部分，而DSP2处理器负责图像数据分析和处理。在独立模式下，这两个DSP处理器同时分别对输入数据进行处理并完成各自的输出控制，其中DSPl处理器可以输出抓拍图像帧和视频流，DSP2处理器可以输出抓拍图像数据帧；而在组合模式下，这两个DSP处理器在同时进行数据处理后，由DSP2处理器将处理结果传递到DSPl处理器，由其负责数据综合，并将处理结果叠加到图像之上，输出到外部其它存储介质，显然DSPl和DSP2两个处理器也可以分别进行输出控制。双DSP处理器分工合作，协同处理同一帧图像数据，最后对处理结果和图像数据进行综合，将处理结果叠加到图像数据，相对于单DSP结构来说，双DSP架构中单个处理器可以分担系统任务的整体压力，专注于各自独立的事务处理，更适用于应用现场对图像数据处理速度和一些处理算法比较复杂的场合；双DSP架构中单个处理器各自完成独立的工作，系统设计结构清晰，功能层次结构边界明确，有利于整个系统的软件架构设计和后期维护，也有利于不同的设计人员进行并行开发。双DSP结构中对于单帧图像需要各个处理器协同处理，才能得到最终的综合数据，但只要采用多缓冲区技术，就能从系统整体角度实现图像数据流的并行处理；同一帧数据同时进入双DSP处理器分别进行处理，也避免了视频流不连续的情况。区别于一般双DSP串行处理结构，本实用新型提出了并行处理结构。一般双DSP串行处理结构采用的是数据流在每一个DSP处理器中串行处理，即前 DSP数据处理完成之后才能由后DSP进行处理，系统整体的工作效率不高，没有充分发挥多 DSP处理器架构的优势。本实用新型提出的并行处理结构，将图像数据分析处理、视频压缩、图像保存等功能更好地融合在一起，可以充分发挥多DSP协同处理的优势。[0021]区别于一般双DSP并行处理结构，本实用新型提出了一种多工作模式的并行处理结构。对于一般的双DSP并行处理结构，两个DSP处理器同时并行处理数据，然后由其中一个DSP处理器进行数据综合，并将数据串行输出到其它存储介质，而本实用新型提出的结构是一种从处理到输出各个环节都能够并行的结构，在独立工作模式下，单个DSP处理可以各自独立完成从数据处理到输出全部过程，而在组合模式下，DSPl和DSP2之间有数据交互，但两个DSP处理器也可以分别单独进行数据输出，即数据结果并行输出。这对于智能交通领域有较强的灵活性，用户可以针对交通现场和应用领域的特点采用合适工作模式。另外由于现在智能交通应用越来越广泛，交通现场越来越复杂，需要进行处理的事务越来越多，很多场合下需要提供二次开发接口由用户自主开发图像分析处理算法，完成对交通现场的数据分析和综合。本系统设计结构支持用户二次开发，可以充分地将用户算法实现的灵活性和双DSP极高的并行性较好地结合起来，能够很好地满足最终用户的要求，也有利于满足日益发展的智能交通领域对处理系统高性能高稳定性等方面要求。
以下结合附图对本实用新型的技术方案作详细描述如图1所示，双DSP架构系统由图像采集前端模块，由双DSP处理器构成的采集处理模块，以及后端外设接口模块组成。采集前端模块将图像数据分别通过视频端口连接通道输出到DSPl和DSP2两个处理器，双DSP处理器之间通过某种通信方式，如SPI、McBSP, I2C等方式进行数据交换和命令控制。DSP2将图像处理结果发送到DSPl后，DSPl对图像进行数据叠加，然后以单帧图像(如JPEG标准)、视频流(如H. 264)等方式将数据发送到接口模块(如网络、SD卡或USB存储)。从系统结构上可以看出，双DSP架构解决方案很显然可以解决应用场合受限、系统不稳定、视频流不连续等问题。下面结合图2描述如何实现双DSP架构并行处理。如图2所示，采集前端获取的图像数据同时输出到DSPl和DSP2两个处理器分别进行处理。在DSPl处理器中，对输入的图像数据进行了两种不同处理，其中一路进行图像裁剪，得到符合视频流标准的数据格式，如720P/1080P，另一路不进行任何处理，而DSP2对输入的图像数据进行分析处理，将处理结果通过某种方式(典型地如SPI)发送到DSP1，处理结果一般包括工作现场的地理信息，图像特征信息等，由DSPl进行数据叠加，最后DSPl 没有裁剪的图像和处理结果进行叠加，输出带有叠加信息的压缩图像，而将图像裁剪后得到图像和其他特定位置信息进行叠加(一般不包括DSP2的处理结果)。从以上的描述可以看出，对于单帧图像数据，其处理过程实际上还是需要从DSP2 到DSPl这样一个串行处理过程，即由DSP2完成数据分析处理并将处理结果发送到DSPl，再由DSPl进行结果叠加和图像压缩等处理。为了更好地利用系统双DSP架构的优势，需要设计双DSP架构下一种多幅图像数据流并行处理的方法。从采集前端获得的图像数据，并不是仅仅单帧图像，而是连续多帧图像数据流，这样就为双DSP架构下并行处理提供了基础。在本实用新型中采用了如下方法。处理流程如下从采集前端获取得到的图像数据上添加帧号和组号信息，这样就可以为唯一区别每一帧图像；在DSPl处理器中将接收到的多帧图像数据流进行缓存，其缓存图像帧数可以进行预先设定，并等待从DSP2传回的处理结果；在DSP2处理器中对图像数据进行处理，并按照一定的格式将处理结果发送到 DSP1，该结果存放在处理结果缓冲区；DSPl处理器检查到处理结果缓冲区，根据组号和帧号进行匹配，若某一帧图像数据有处理结果，则对该组的所有帧数据进行叠加，并更新图像缓冲区，接收来自采集前端的新图像数据；DSPl处理器中设置超时等待，在设定的时间内没有等到图像处理结果，也会直接添加特定结果到图像数据；反复按照以上步骤处理图像数据流。采用以上所述的方法，可以实现双DSP架构下图像数据流的并行处理，使系统的效率发挥到最大。
权利要求1.一种嵌入式双DSP信息数据处理装置，其特征在于，由两个并行的第一DSP处理器和第二 DSP处理器组成，两个并行的DSP处理器连接至一个图像采集前端模块；两个DSP处理器的后端各外设有接口模块。
2.根据权利要求1所述的嵌入式双DSP信息数据处理装置，其特征在于，所述接口模块包括串口模块、网口模块和存储模块。
3.根据权利要求1所述的嵌入式双DSP信息数据处理装置，其特征在于，所述接口模块分别连接网络、SD卡和USB存储卡。
专利摘要一种嵌入式双DSP信息数据处理装置，由两个并行的第一DSP处理器和第二DSP处理器组成，两个并行的DSP处理器连接至一个图像采集前端模块；两个DSP处理器的后端各外设有接口模块。本实用新型对于智能交通领域有较强的灵活性，用户可以针对交通现场和应用领域的特点采用合适工作模式。
文档编号G08G1/01GK202142188SQ20112024725
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月14日 优先权日2011年7月14日
发明者冯立志, 冯鑫, 彭杰军, 朱庆军, 李东平, 罗松彬, 郭勇军 申请人:中国大恒(集团)有限公司北京图像视觉技术分公司