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分类： IoT

  • Android设备上NEON支持的ffmpeg解码性能

    在Android设备上使用ffmpeg进行视频解码是一种常见的方案，但如果没有NEON支持，性能可能会受到显著影响。本文将详细探讨在没有NEON支持的情况下，ffmpeg在Android设备上的解码性能，并分享一些解决方案和优化策略。

    什么是NEON？

    NEON技术是ARM架构的一部分，它是一种高级SIMD（单指令多数据）架构，能够加速多媒体和信号处理应用中的向量操作。简而言之，NEON能够显著提高处理音视频等多媒体内容的效率。因此，缺少NEON支持的设备在处理这些任务时性能会大打折扣。

    问题描述

    在Stack Overflow的一个讨论中，有用户提到在Android设备上编译ffmpeg并成功播放视频，但帧率非常低，仅有5fps。这种情况在没有NEON支持的armv5te设备上尤为明显。用户尝试了多种配置，但仍然无法提高帧率。

    原帖中提到的配置命令如下：

    ./configure --enable-gpl --enable-libgsm --enable-libxvid \
--enable-libamr_nb --enable-libamr_wb --enable-libmp3lame --enable-libogg \
--enable-libvorbis --enable-libfaac --enable-libfaad --enable-shared

    解决方案与优化

    使用静态编译

    另一位用户分享了在Galaxy Tab上使用ffmpeg进行视频解码的经验，尽管该设备理论上支持NEON，但他并未使用NEON支持，仍然能够达到60fps的帧率。他使用的是静态编译版本，而非共享库版本。具体配置命令如下：

    ./configure --enable-static --disable-shared --disable-doc --disable-ffmpeg \
--disable-ffplay --disable-ffprobe --disable-ffserver \
--disable-avdevice --disable-neon --disable-network \
--disable-swscale-alpha --enable-zlib --enable-memalign-hack \
--disable-stripping --enable-cross-compile --arch=arm5te \
--enable-armv5te --target-os=linux --cc=arm-linux-androideabi-gcc \
--extra-cflags='-fPIC -DANDROID -D__thumb__ -mthumb'

    使用NEON支持

    另一用户则表示，在启用NEON支持并使用armv7架构后，帧率大幅提升至40fps，满足了应用需求。具体配置如下：

    ./configure --enable-gpl --enable-libgsm --enable-libxvid \
--enable-libamr_nb --enable-libamr_wb --enable-libmp3lame --enable-libogg \
--enable-libvorbis --enable-libfaac --enable-libfaad --enable-shared \
--enable-neon --arch=armv7

    结论

    在没有NEON支持的设备上运行ffmpeg解码确实会遇到性能瓶颈，但通过静态编译和其他优化策略，仍然可以达到较为满意的解码效果。如果可能，启用NEON支持和使用较新的ARM架构（如armv7）将显著提升性能。

    参考文献

    通过参考这些讨论和配置，你可以在开发过程中针对不同设备进行优化，提升ffmpeg解码的性能。

  • 工业通讯的进化：从Modbus到ProfiNET

    在工业自动化的世界里，通讯协议就像是语言，让机器之间能够互相理解和协作。随着技术的进步，我们见证了从Modbus到ProfiNET的转变，这不仅仅是技术的升级，更是对工业自动化需求的深刻理解。

    一、Modbus：简单而经典的选择

    Modbus，这个诞生于1979年的通讯协议，以其简单易用的特性，成为了工业自动化领域的宠儿。它支持RS-232、RS-485和以太网等多种通信方式，让设备之间的数据交换和远程控制变得轻而易举。然而，随着工业自动化的发展，Modbus在数据传输速度、安全性和扩展性方面的局限性也逐渐显现。

    二、ProfiNET：现代工业的新宠

    为了应对这些挑战，ProfiNET应运而生。作为PROFIBUS用户组织推出的工业以太网标准，ProfiNET基于以太网技术，提供了高速、实时的数据传输能力。它不仅支持实时以太网、运动控制和分布式自动化等多种通信机制，而且在数据传输速率、安全性和扩展性方面都有着显著的优势。

    三、优缺点的对比与应用场景

    Modbus的优点在于其简单性、成本效益和兼容性，使其成为小型或成本敏感项目的理想选择。然而，它的速度限制、安全性不足和扩展性有限也成为制约其发展的瓶颈。

    ProfiNET的优点则在于其高速传输、安全性和扩展性，使其成为大型工业自动化项目的首选。尽管初期投资可能较高，且协议相对复杂，需要专业知识进行配置，但其带来的长期效益是显而易见的。

    四、实际场景下的转变

    让我们通过一个制造工厂的例子来具体看看这种转变。假设这个工厂最初使用的是基于Modbus的控制系统。随着生产规模的扩大和自动化需求的提高，原有的Modbus系统已无法满足需求。为了解决这些问题，工厂决定升级到ProfiNET系统。

    在升级过程中，工厂需要将现有的Modbus设备通过网关或适配器转换为ProfiNET兼容设备。例如，原本通过Modbus与传感器和执行器通信的PLC，现在通过安装ProfiNET适配器，能够以更高的速度和更强的安全性与这些设备通信。同时，工厂还部署了ProfiNET交换机来构建一个高速、可靠的网络基础设施。

    通过这种转换，工厂不仅提高了生产效率，还增强了系统的安全性和未来的可扩展性。这正是从Modbus到ProfiNET转变的生动写照，也是工业通讯进化的必然趋势。

    结语

    随着工业4.0的推进，我们有理由相信，ProfiNET将会在工业通讯领域扮演越来越重要的角色。而对于Modbus，它仍然是许多小型或成本敏感项目的理想选择。技术的演进不是一蹴而就的，它需要我们不断地探索和适应。让我们拭目以待，工业通讯的明天将会更加精彩。

    在Java领域，存在一些开源项目和库，它们旨在提供与工业通信协议如ProfiNET的兼容性或实现相关的功能。以下是一些可能与ProfiNET相关的Java开源项目：

    1. Eclipse Milo – Eclipse Milo 是一个开源的OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) 客户端和服务器SDK，它提供了Java实现。虽然它不是直接针对ProfiNET的，但OPC UA是与ProfiNET可以互操作的工业通信协议。 GitHub链接: https://github.com/eclipse/milo
    2. JOPC – JOPC是一个Java库，用于实现OPC UA协议栈。与Eclipse Milo类似，它不是直接针对ProfiNET，但可以用于与使用OPC UA的ProfiNET设备进行通信。 GitHub链接: https://github.com/FreeOpcUa/JOPC
    3. Apache MINA – Apache MINA 是一个网络应用框架，可以帮助开发高性能和高可靠性的网络服务器和客户端。虽然它本身不是工业通信协议的实现，但可以用作构建与ProfiNET兼容应用程序的基础。 Apache链接: https://mina.apache.org/
    4. Modbus4j – Modbus4j 是一个用于Modbus协议的Java实现。虽然Modbus与ProfiNET不同，但了解Modbus的实现可能有助于开发与ProfiNET兼容的Java应用程序。 GitHub链接: https://github.com/jfhaugh/modbus4j
    5. ProfiBASIC – ProfiBASIC 是一个开源的Profibus通信库，虽然它不是用Java编写的，但它提供了一些可以与Java应用程序交互的接口。 GitHub链接: https://github.com/profibasic/profibasic

    由于ProfiNET是一个专有的工业通信协议，没有开源的Java实现。但是，通过使用上述项目或库，开发者可以构建与ProfiNET设备通信的Java应用程序。此外，由于工业通信协议的复杂性和专有性，建议在实际应用中与协议的官方提供者或授权供应商合作，以确保兼容性和安全性。

    OPC UA（Open Platform Communications Unified Architecture）是一个独立于平台和语言的工业通信标准，由OPC基金会（OPC Foundation）开发和维护。OPC UA旨在解决传统OPC技术中的一些限制，并提供一种统一的、跨平台的通信方式，以支持工业自动化和物联网（IoT）环境中的设备和系统之间的互操作性。

    OPC UA 的主要特点：

    1. 跨平台和语言中立性：OPC UA可以在不同的操作系统和编程语言上运行，支持多种编程语言，如C#、Java、C++等。
    2. 服务导向架构（SOA）：OPC UA基于服务导向架构，提供了一套标准化的服务，使得不同的系统和设备能够通过定义良好的接口进行通信。
    3. 安全性：OPC UA内置了高级的安全机制，包括传输层和消息层的安全，支持用户认证、数据加密和完整性保护。
    4. 数据模型：OPC UA具有强大的数据模型，可以表示复杂的数据结构，支持不同类型的数据，如标量数据、数组、结构体和复杂对象。
    5. 实时性和同步机制：OPC UA支持实时数据交换和同步机制，适用于需要快速响应的工业应用。
    6. 发现和注册服务：OPC UA提供了发现服务，使得客户端可以发现网络上的服务器和服务，以及注册服务，允许设备和服务注册到全球可访问的注册服务器。
    7. 事件和报警：OPC UA支持事件和报警的发布和订阅，允许用户定义和接收事件通知。
    8. 多语言支持：OPC UA支持多语言环境，可以处理多种语言的标签和描述。
    9. Web服务：OPC UA提供了基于HTTP和WebSocket的Web服务，使得Web应用程序能够与OPC UA服务器进行通信。

    OPC UA 的应用场景：

    • 工业自动化：OPC UA广泛应用于工业自动化领域，用于实现机器、传感器、控制器和其他工业设备之间的通信。
    • 企业系统集成：OPC UA可以作为企业资源规划（ERP）系统和制造执行系统（MES）之间的桥梁，实现数据的无缝集成。
    • 智能制造：在智能制造和工业4.0的背景下，OPC UA支持机器学习和数据分析工具与工业设备的集成。
    • 物联网（IoT）：OPC UA支持与各种IoT设备和平台的集成，实现设备管理和数据收集。

    OPC UA 的实现：

    OPC UA标准定义了一套协议和接口，许多公司和开源项目提供了OPC UA的实现。例如，Eclipse Milo、FreeOpcUa、open62541等都是流行的开源OPC UA服务器和客户端库。

    OPC UA是一个强大的工业通信协议，它通过提供跨平台、安全的通信机制，支持复杂的数据模型和实时性，已经成为现代工业自动化和智能制造领域的关键技术之一。