嵌入式linux應用開發(fā)教程-視頻采集程序設(shè)計(編輯修改稿)
2024-08-30 18:11 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 l 通道 USB 設(shè)備控制器 (1． 1 版 )； 4通道 PwM／ 1通道內(nèi)部定時器／看門狗定時器； 8通道 10 比特 ADC 和觸摸屏接口；具有日歷功能的 RTC； 數(shù)碼相機接口 (支持最大 4096x4096 像素的輸入、 2048x2048 像素的可縮 放輸入 )； AC’ 97解碼器接口； 130 個通用 I/O， 24 路外部中斷； 具有普通、慢速、空閑和掉電模式；帶有 PLL 片上時鐘發(fā)生器。 2存 儲器的設(shè)計 嵌入式系統(tǒng)存儲器一般包括 SDRAM 和 FLASH 兩部分， FLASH 是一種可進行電 擦寫，掉電后信息不會丟失的存儲器，用于存放程序代碼、常量表以及一些系統(tǒng)掉電后需要保存的用戶數(shù)據(jù)等，而 SDRAM 是系統(tǒng)的內(nèi)存，它不具有掉電保持數(shù)據(jù)的特性，但其存取速遼 寧 工 業(yè) 大 學 課 程 設(shè) 計 說 明 書 （論文） 6 度大大高于 Flash 存儲器，在系統(tǒng)中主要用作程序的運行空間、數(shù)據(jù)及堆棧區(qū)，當系統(tǒng)啟動時， CPU 首先從復位地址 (一般是 Ox00000000 地址 )讀取啟動代碼，在完成系統(tǒng)的初始化后，程序代碼被調(diào)入 SDRAM 中運行以提高系統(tǒng)的運行速度。 本系統(tǒng)的存儲模塊采用兩片 32M 的 SDRAM 和一片 64M 的 NAND FLASH 相結(jié)合， 完成系統(tǒng)存儲電路的設(shè)計。 $3C2410A 的存儲控制器提供了訪問外部設(shè)備所需的信號，$3C2440A 共有 8 個 BANK，每個 BANK 可以連接 128M 的存儲器，復位后代碼總是從 BANKO開始啟動， $3C2440A 支持兩種啟動模式：從 NAND FLASH 引導啟動和從 NOR FLASH 引導啟動。 3 USB 接口設(shè)計 USB 是通用串行總線 (Universal Serial Bus)的簡稱，是一種可以同時處理 主機與具有 USB 接口的外設(shè)之間通信的電纜總線。 USB 的分時處理機制真正在硬 件意義上實現(xiàn)了外設(shè)的即插即用。 USB 系統(tǒng)被定義為三個部分： USB 集線器 (USB HUB)，USB 設(shè)備 (USB DEVICE) 和 USB 主機 (USBHOST)。在一個完整的 USB 拓撲上，僅可以有一個主機，一個或 多個 US8 集線器和設(shè)備。為 USB 器件連接主機系統(tǒng)提供主機接口的部件被稱為 USB 主機控制器，它是由硬件、軟件和固 (Firmware)組成的復合體。 $3C2440A 處理器有 2 個 USB 主機接口和 1個 USB 設(shè)備接口，因此電路設(shè)計相對簡單，不需要擴展 USB控制器。 攝像頭工作原理 景物通過鏡頭 (LENS)生成的光學圖像投射到圖像傳感器表面上，然后轉(zhuǎn)為電信號，經(jīng)過 A/D(模數(shù)轉(zhuǎn)換 )轉(zhuǎn)換后變?yōu)閿?shù)字圖像信號，再送到數(shù)字信號處理芯片 (DSP)中加工處理，再通過 USB 接口傳輸?shù)?開發(fā)板 中處理， 通過流媒體傳輸?shù)?Inter 中，遠程用戶通過打開 WEB 頁面就 可以看到圖像了。 遼 寧 工 業(yè) 大 學 課 程 設(shè) 計 說 明 書 （論文） 7 第 3 章 硬件設(shè)計 硬件原理 本文使用的系統(tǒng)平臺硬件功能框圖如圖 1 所示。該平臺采用 Samsung 公司的處理器S3C2410。該處理器內(nèi)部集成了 ARM 公司 ARM920T 處理器核的 32 位微控制器，資源豐富，帶獨立的 16KB 的指令 Cache 和 16KB 數(shù)據(jù) Cache、 LCD 控制器、 RAM 控制器、 NAND 閃存控制器、 3 路 UART、 4路 DMA、 4 路帶 PWM 的 Timer、并行 I/O 口、 8路 10 位 ADC、 Touch Screen接口、 I2C 接口、 I2S 接口、 2個 USB 接口控制器、 2路 SPI，主頻最高可達 203MHz。在處理器豐富資源的基礎(chǔ)上，還進行了相 關(guān)的配置和擴展，平臺配置了 16MB 16 位的 Flash和 64MB 32 位的 SDRAM。通過以太網(wǎng)控制器芯片 DM9000E 擴展了一個網(wǎng)口，另外引出了一個 HOST USB 接口。通過在 USB 接口上外接一個帶 USB 口的攝像頭，將采集到的視頻圖像數(shù)據(jù)放入輸入緩沖區(qū)中。然后，或者保存成文件的形式，或者運行移植到平臺上的圖像處理程序，對緩沖的圖像數(shù)據(jù)直接進行相關(guān)處理，再保存并打成 UDP 包。最后，通過網(wǎng)絡(luò)接口將圖像發(fā)送到 Inter 上。本文只討論其中視頻采集部分的具體實現(xiàn)。 圖 1 硬件框圖 遼 寧 工 業(yè) 大 學 課 程 設(shè) 計 說 明 書 （論文） 8 圖 2 SAMSUNG $3C2410A 芯片結(jié)構(gòu)圖 遼 寧 工 業(yè) 大 學 課 程 設(shè) 計 說 明 書 （論文） 9 第 4 章 軟件設(shè)計 USB 攝像頭驅(qū)動程序設(shè)計 USB 主機控制器驅(qū)動 (HCD)是 USB 主機驅(qū)動程序中直接與硬件交互的軟件模塊； USB驅(qū)動 (USBD)是 USB 主機驅(qū)動的核心，實現(xiàn)了與 USB 主控制器通信和控制 USB 主控制器的一些根本細節(jié)，并且它對系統(tǒng)軟件的其他部分是隱蔽的。而 USB 設(shè)備類驅(qū)動則是與應用軟件交互的軟件模塊，它主要實現(xiàn)特定的 USB 設(shè)備的訪問、為應用程序提供訪問接口等。USB 設(shè)備使用 USB 核心提供函數(shù)與設(shè)備通信， 所以它應該是與平臺無關(guān)的。 本系統(tǒng)采用 的是基于 ZX301P 芯片的 USB 攝像頭，采用 Michel Xhaard 主持 的一個開源的 Linux 下的
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