LWIP是瑞士計算機科學院的開發(fā)的TCP／IP協(xié)議棧，其開發(fā)的初衷是用于嵌入式系統(tǒng)，一般它只需要幾十KB的RAM和約40 KB的ROM就可運行。NiosII IDE開發(fā)環(huán)境內部集成了LWIP協(xié)議棧，用戶在加載操作系統(tǒng)μC／OS-II后，只需選取相應的LWIP選項，即可加入協(xié)議棧。工程中，LWIP以系統(tǒng)庫的形式存在，應用軟件只需加上相應的頭文件，就可調用API函數(shù)實現(xiàn)網絡連接、數(shù)據收發(fā)等功能，迅速實現(xiàn)系統(tǒng)的網絡接入。

　　3.2建立應用軟件

　　本系統(tǒng)設計的嵌入式應用軟件流程圖如圖4所示。

　　首先對堆棧和驅動程序初始化。初始化堆棧，應在調用OSStart啟動μC／OS-II調度程序之前調用IDE的庫函數(shù)lwip_stack_int()，該函數(shù)用于設置協(xié)議棧。堆棧初始化后，再調用庫函數(shù)init_done_func()，但該函數(shù)必須調用庫函數(shù)lwip_devices_init()，這個函數(shù)將對在system.h中定義的所有已安裝的以太網設備驅動程序進行注冊。函數(shù)lwip_devices_init()還會調用函數(shù)get_mac_addr()和函數(shù)get_ip_address()從而獲取系統(tǒng)的mac地址和IP地址。當lwip_devices_init()返回一個非0值則表示注冊成功。注冊成功后，LWIP棧可用，從而便可在程序中創(chuàng)建任務。

　　初始化完成后，使用函數(shù)sys_thread_new()創(chuàng)建使用套接字API與LWIP棧對話的新任務。系統(tǒng)中，由函數(shù)sys_thread_new(link_task，NULL，link_PRIO)創(chuàng)建的用戶任務是link_task()。該任務中，系統(tǒng)調用函數(shù)listen(fd_listen，1)監(jiān)聽上位機連接是否成功，一旦連接成功，調用NiosII IDE所提供的IO操作函數(shù)IOWR(OUT_PIO_BASE,0，0x01)控制接收模塊，將視頻數(shù)據保存到SRAM，當存滿一幀后，接收模塊產生一個中斷，這時系統(tǒng)可通過指針讀取SRAM中的值a[i]=*(p+i+N／2*(TIMES-times)，每讀取1 450 Byte就調用套接字API函數(shù)send(clisock,send_buf,N,0)發(fā)送至上位機。由于保存圖像的分辨率僅是320×240，所以數(shù)據量并不大。發(fā)送時，通過函數(shù)IOWR(OUT_PIO_BASE,0，0x00)控制接收模塊何時停止接收，一幀圖像發(fā)送完畢，再通過函數(shù)IOWR(OUT_PI-O_BASE,0，0x01)控制接收模塊開始接收下一幀圖像，如此反復循環(huán)，直到連接斷開為止。

　　4 上位機軟件設計

　　本系統(tǒng)設計的客戶端視頻顯示應用程序是利用LabWindows／CVI軟件開發(fā)，此應用程序利用套接字編程，可以作為客戶機與服務器NiosII系統(tǒng)之間通信。

　　本系統(tǒng)設計的上位機的應用程序除了顯示視頻功能外，還添加了保存和回放功能。上位機通過創(chuàng)建一個標準的Socket接口完成連接以及接收數(shù)據；當接收完一幀數(shù)據后，對其進行數(shù)據處理，再調用函數(shù)CreateDIBitmap()創(chuàng)建一幅位圖，最后再調用函數(shù)CanvasDrawBitmap()完整顯示。

　　5 結束語

　　本系統(tǒng)設計是基于NiosII IP攝像頭的系統(tǒng)，介紹了從SOPC Builder創(chuàng)建NiosII軟核處理器、IDE建立底層軟件平臺，到設計NioslI應用軟件的整個架構。同時，對上位機的應用程序做了說明。經過硬件測試，整個系統(tǒng)運行良好，實時性能良好。