【正文】 例如： staticstructvideo_devicevdev_template＝ {?? }； ／／聲明 video_device，指出掛接驅(qū)動(dòng) staticstructfile_operationsov511_fops＝ {?? }； ／／聲明本驅(qū)動(dòng)的文件操作函數(shù)指針 structvideo_device*vdev＝ video_devdata(file)； ／／從文件指針中提取出 video_device 結(jié)構(gòu) 在 video_device 結(jié)構(gòu)中，有一個(gè)私有指針 priv，可以將它指向一塊保留內(nèi)存。 33 USB 攝像頭驅(qū)動(dòng)的 一般編寫(xiě)方法 攝像頭屬于視頻類(lèi)設(shè)備。 這些數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)都是 Video4Linux 支持的，它們的用途 如下： ◆ video_capability 包含攝像頭的基本信息，例如設(shè)備名稱(chēng)、 支持的最大最小分辨率、信號(hào)源信息等，分別對(duì)應(yīng)著結(jié)構(gòu)體中成員變量 n a m e [ 3 2 ] 、 m a x w i d t h 、 maxheight、 minwidth、 minheight、 channels(信號(hào)源個(gè)數(shù) )、 type 等； ◆ video_picture 包含設(shè)備采集圖象的各種屬性，如 brightness(亮度 )、hue(色調(diào) )、 contrast(對(duì)比度 )、 whiteness(色度 )、 depth(深度 )等 。 結(jié)合模塊封裝思想，筆者實(shí)現(xiàn)了視頻采集和顯示模塊，采集模塊包括頭文件mxc_v4 和實(shí)現(xiàn)文件 ，前者用于相關(guān)常量和結(jié)構(gòu)體的定義以及函數(shù)的聲明，后者定義了前者聲明的函數(shù)；顯示模塊也由頭文件 和實(shí)現(xiàn)文件 組成。 軟件總體設(shè)計(jì) 軟件總體設(shè)計(jì)包括中間件和應(yīng)用層軟件的設(shè)計(jì)。 △ 廣播 /廣播域 廣播：在網(wǎng)絡(luò)傳輸中，向所有連通的節(jié)點(diǎn)發(fā)送消息稱(chēng)為廣播。 △ 沖突 沖突（ Collision）：在以太網(wǎng)中，當(dāng)兩個(gè)數(shù)據(jù)幀同時(shí)被發(fā)到物理傳輸介質(zhì)上，并完全或部分重疊時(shí)，就發(fā) 生了數(shù)據(jù)沖突。 △ 以太網(wǎng)的工作原理 以太網(wǎng)采用帶沖突檢測(cè)的載波幀聽(tīng)多路訪問(wèn)機(jī)制。 接口的工作模式 以太網(wǎng)卡可以工作在兩種模式下：半雙工和全雙工。顯然選用第二組可以通過(guò) L3 總線接口控制 AGC 來(lái)實(shí)現(xiàn)。 26 nV FR A M E nV LI NEnV C LKnV MLE NDLC D _P WR E NnV D 3 nV D 4nV D 5 nV D 6nV D 7nV D 10nV D 11nV D 12 nV D 13nV D 14 nV D 15nV D 19nV D 20 nV D 21nV D 22 nV D 23V D D LC DGNDGNDGNDGNDnR E S E T1 23 45 67 89 1011 1213 1415 1617 1819 2021 2223 2425 2627 2829 3031 3233 3435 3637 3839 4041 4243 4445 4647 4849 50C O N 2 0 1L C DT S X M T S X PGNDT S Y M T S Y PGNDGNDV D D LC D 圖 LCD液晶屏顯示電路 語(yǔ)音采集和播放電路 S3C2410 處理器內(nèi)置了 IIS 總線接口， S3C2410 的 IIS 總線時(shí)鐘信號(hào) SCK 與 Philip 公司的 UDA1341 的 BCK 連接，字段選擇連接于 WS 引腳。 2468101214135791113151617181920C O N 3 0 1J T A G amp。 V D D 33S 301R E S E TR 30310KnR E S E TR E S E TnM R1V C C2P F I4NC6R S T8nR S T7nP F O5GND3U 301S P 708S ( S O 8)V D D 33S 302R E S E T 圖 復(fù)位電路 23 4. JTAG 調(diào)試接口 JTAG(Joint Test Action Group，聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)小組 )是一種主要用于芯片內(nèi)部測(cè)試的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試協(xié)議，兼容 [40]，現(xiàn)在大多數(shù)的微處理器都支持 JTAG 協(xié)議。 (8) 時(shí)鐘和電源接口連接外部晶振和電源，構(gòu)成了芯片工作的支撐電路。 S3C2410X 處理器系統(tǒng)管理 （ 1） 支持大端（ Big Endian） /小端（ Little Endian）模式； （ 2） 8 個(gè)內(nèi)存塊： 6個(gè)用于 ROM、 SRAM 及其他， 2 個(gè)用于 ROM/SRAM/SDRAM； （ 3） 地址空間：每個(gè)內(nèi)存塊 128MB（共 1GB）， 每個(gè)內(nèi)存支持 8/16/32 位數(shù)據(jù)總線編程； （ 4） 1 個(gè)起始地址和大小可編程的內(nèi)存塊（ Bank7）； （ 5） 7 個(gè)起始地址固定的內(nèi)存塊（ Bank0－ Bank6）； 20 （ 6） 所有內(nèi)存塊可編程尋址周期； （ 7） 支持 SDRAM 自動(dòng)刷新模式； （ 8） 支持多種類(lèi)型 ROM 啟動(dòng)，包括 NOR/NAND Flash、 EEPROM 等。 (3) 使用特定制作工具制作特定類(lèi)型的文件系統(tǒng)，例如要制作 JFFS2 文件系統(tǒng)， 可以使用 工具，將文件夾 rootfs 格式化為適合目標(biāo)板存儲(chǔ)器的 JFFS2 文件系統(tǒng) 。 4. 根文件系統(tǒng)的制作 根文件系統(tǒng)是嵌入式 Linux 系統(tǒng)不可或缺的組件，用于存放可執(zhí)行文件、系統(tǒng)配置文件、必要的鏈接庫(kù)等文件。由于免費(fèi)獲得的只是一個(gè) Linux 內(nèi)核源代碼，必須要編譯為支持目標(biāo)板硬件平臺(tái)的可執(zhí)行文件后才能在目標(biāo)板上運(yùn)行起來(lái)，這個(gè)過(guò)程稱(chēng)為內(nèi)核的移植。 (2) 下載模式：該模式用于開(kāi)發(fā)人員對(duì)目標(biāo)板軟件系統(tǒng)的更新，此時(shí)，目標(biāo)板上的 Bootloader 會(huì)通過(guò)串口或網(wǎng)絡(luò)連接等通信手段從主機(jī)上下載文件，例如內(nèi)核映像和根文件系統(tǒng)等。 (3) 建立 glibc 庫(kù)：使用上一步生成的 armlinuxgcc 作為交叉編譯器，編譯生成可以在目標(biāo)板運(yùn)行的 glibc 庫(kù)。使用該開(kāi)發(fā)模式的開(kāi)發(fā)步驟如下： 首先，在 Windows 上安裝 Linux 虛擬機(jī)上，并在虛擬機(jī)上安裝交叉 編譯器并建立 NFS 文件系統(tǒng)服務(wù)器；然后在 Linux 目標(biāo)板上將虛擬機(jī)的 NFS文件系統(tǒng)掛載，實(shí)現(xiàn)對(duì) Linux 虛擬機(jī)上文件的訪問(wèn)；接下來(lái)在 Linux 虛擬機(jī)上運(yùn)行交叉編譯器生成可執(zhí)行代碼，并將可執(zhí)行代碼存到 NFS 文件系統(tǒng)服務(wù)器上； 12 最后在 Linux 目標(biāo)板中直接運(yùn)行編譯過(guò)的可執(zhí)行文件。 (3) 支持 NFS 網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)，方便程序的加載和調(diào)試。既不拆分，也不合并，而是保留這些報(bào)文的邊界，因此，應(yīng)用程序需要選擇合適的報(bào)文大小。 UDP 協(xié)議的幾個(gè)特性： （ 1） UDP 是一 個(gè)無(wú)連接協(xié)議 ，傳輸數(shù)據(jù)之前源端和終端不建立連接，當(dāng)它想傳送時(shí)就簡(jiǎn)單地去抓取來(lái)自應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)，并盡可能快地把它扔到網(wǎng)絡(luò)上。越來(lái)越多的應(yīng)用處理器集成了硬件加速功能，我們可以利用硬件加速來(lái)處理視頻編碼和解碼 (見(jiàn)圖 )。 第二章 研究了與系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)相關(guān)的技術(shù)并給出了軟硬件總體設(shè)計(jì)方案。目前國(guó)內(nèi)一個(gè)普遍被認(rèn)同的定義是：以應(yīng)用為中心、以計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)、軟件硬件可裁剪、適應(yīng)應(yīng)用系統(tǒng)對(duì)功能、可靠性、成本、體積、功耗嚴(yán)格要求的專(zhuān)用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。博利思軟件公司在這方面做了一些有益的嘗試，并于最近推出了一個(gè)嵌入式 Linux 操作系統(tǒng) Po。 正因?yàn)榧夹g(shù)、線路和行業(yè)管理 等方面存在問(wèn)題，所以造成了可視電話幾十年仍遠(yuǎn)離用戶(hù)，市場(chǎng)沒(méi)有起色。直到 80 年代后期，隨著芯片技術(shù)、傳輸技術(shù)、 數(shù)字通信 、視頻編解碼技術(shù)和集成電路技術(shù)不斷發(fā)展并日趨成熟，適合商用和民用的可視電話才得以浮出水面，走向人們的視野。 In software design, using of the hierarchical design method of “top down, and gradually refining” to dividing the software into applicationlayer, middleware, and the bottom level, so the software will have a strong transplantation and scalability, can be used in the same product’s development and Video IP Phone’s secondary development。 本文首先概述了可視 IP 電話技術(shù)的發(fā)展歷史并通過(guò)對(duì)當(dāng)前市場(chǎng)上同類(lèi)產(chǎn)品發(fā)展現(xiàn)狀的分析，指出了這些產(chǎn)品具有硬件設(shè)計(jì)復(fù)雜、圖像分辨率低、占用帶寬過(guò)大和價(jià)格過(guò)高等特點(diǎn)，闡明了設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)一款高性能和低成本的 嵌入式可視IP 電話終端的意義，提出了以 ARM 多媒體處理器 S3C2440 作為主控芯片的單芯片設(shè)計(jì)方案并研究了該方案的軟硬件實(shí)現(xiàn)方法，最后初步完成了可視 IP 電話在局域網(wǎng)內(nèi)部視頻通信。 早在上個(gè)世紀(jì)五六十年代就有人提出可視電話的概念，認(rèn)為應(yīng)該利用電話線傳輸語(yǔ)音的同時(shí)傳輸圖像。 協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，影響市場(chǎng)推廣。 鍵盤(pán)音 頻 編 解 碼 器應(yīng) 用 處 理 器以 太 網(wǎng) 接 口麥 克 風(fēng) 喇 叭視 頻 加 速處 理L C D 顯 示 器攝 像 頭 圖 嵌入式可視 IP 電話終端結(jié)構(gòu)圖 終端之間的通信過(guò)程如下：首先是發(fā)送方通過(guò) 鍵盤(pán)輸入適當(dāng)?shù)暮艚忻?，處理單元通過(guò)運(yùn)行呼叫信令協(xié)議和響應(yīng)者建立連接；連接建立后，發(fā)起方和接收方把各自的麥克風(fēng)和攝像頭捕獲的音視頻數(shù)據(jù)壓縮處理后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到對(duì)方，同時(shí)也將對(duì)方發(fā)送過(guò)來(lái)的音視頻數(shù)據(jù)解碼后播放與顯示。 基于上述 IP可視電話架構(gòu)的分析，我選擇的是三星公司可視電話 成熟方案，選擇三星公司生產(chǎn)的 S3C2440 作為主控芯片，外部連接鍵盤(pán)，麥克風(fēng)，喇叭，以太網(wǎng)接口， 寸的 LCD 顯示器，再外連 OV511 攝像頭，這樣形成一個(gè)大體的意向框架，能有力地促進(jìn)下一步硬件環(huán)境的測(cè)試與軟件架構(gòu)的搭建。 3）可擴(kuò)展的處理器結(jié)構(gòu)，以能最迅速地開(kāi)發(fā)出滿(mǎn)足應(yīng)用的最高性能的嵌入式微處理器。 8 第二章 總體設(shè)計(jì)方案及相關(guān)技術(shù)概要 IP 可視電話的體系結(jié)構(gòu) 自從第一代的 IP 可視電話推出以來(lái)，通用應(yīng)用處理器的處理能力已經(jīng)提高到能將所有通常用 DSP 實(shí)現(xiàn)的語(yǔ)音處理器任務(wù)由應(yīng)用處理器實(shí)現(xiàn)。在進(jìn)入 2020 年后，具有足夠能力處理 的具有經(jīng)濟(jì)成本效益的處理器將很常見(jiàn)。 （ 5） UDP 使用 盡最大能力交付 ，即不保證可靠交付，因此主機(jī)不需要維持復(fù)雜的鏈接狀態(tài)表（這里面有許多參數(shù)）。這一特點(diǎn)，正好能適用于存儲(chǔ)資源有限的嵌入式系統(tǒng)中。 11 圖 嵌入式 Linux的軟件結(jié)構(gòu) 嵌入式 Linux 的軟件開(kāi)發(fā)模式 在沒(méi)有操作系統(tǒng)的嵌入式開(kāi)發(fā)中，一般的開(kāi)發(fā)模式是在一臺(tái)稱(chēng)為宿主機(jī)的PC 上通過(guò)交叉編譯器編譯出目標(biāo)板平臺(tái)的可執(zhí)行程序，然后通過(guò)寫(xiě)入器寫(xiě)入到目標(biāo)板執(zhí)行。手工建立交叉編譯工具鏈?zhǔn)且粋€(gè)相當(dāng)復(fù)雜的過(guò)程，不過(guò)現(xiàn)在很多平臺(tái)都有現(xiàn)成的工具鏈可以直接使用。而 Stage2 通常用 C 語(yǔ)言來(lái)實(shí)現(xiàn)，可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能且具有很好的可讀性和移植性。常見(jiàn)的 Bootloader 有 UBoot、 RedBoot 和 ARMBoot 等，這些 Bootloader 具有較強(qiáng)的可移植性， 14 支持很多硬件平臺(tái)。 15 圖 Linux 內(nèi)核配置界面 2) 內(nèi)核編譯 筆者使用的內(nèi)核版本是 ， makefile 功能已經(jīng)足夠智能，只需要簡(jiǎn)單執(zhí)行 make 命令就可以生成內(nèi)核的 zImage 文件和可加載驅(qū)動(dòng)模塊。 然后，將適當(dāng)?shù)膬?nèi)容復(fù)制到各個(gè)子目錄中， /lib 目錄下要復(fù)制 glic 庫(kù)文件； /dev 目錄下要建立系統(tǒng)中所有的設(shè)備文件； /etc 目錄下建立相關(guān)的系統(tǒng)啟 17 動(dòng)配置文件。目前，全世界有幾十家著名的半導(dǎo)體公司使用 ARM 公司的授權(quán)，既使 ARM 技術(shù)獲得更多的第三方工具、制造、軟件的支持，又使整個(gè)系統(tǒng)成本降低，使產(chǎn)品更容易進(jìn)入市場(chǎng)并被消費(fèi)者所接受。 (5) LCD 接口連接 LCD 顯示器，用于視頻的顯示。 X T Ir t cX T Or t cX112MX T OpllX T IpllC422PC122PC322PC222PX2 圖 晶振電路 3. 復(fù)位電路 2440 需要穩(wěn)定和精確的復(fù)位信號(hào)，故通過(guò)外接 MAX8115 復(fù)位芯片提供準(zhǔn)確的 電壓、 100uA 靜態(tài)電流、 200ms 時(shí)間延遲的復(fù)位信號(hào)。基于 2440 的 JTAG 調(diào)試電路如圖 所示。當(dāng)需要顯示下一幅圖