【正文】 ，上述代碼變?yōu)椋? 中北大。使用 open函數(shù)打開這個設(shè)備： 攝像頭設(shè)備 int cameraFd。 圖像數(shù)據(jù)編碼的實現(xiàn) Linux 系統(tǒng)中，視頻設(shè)備被當作一個設(shè)備文件來看待，設(shè)備文件存放在 /dev目錄下，完整路徑的設(shè)備文件名為： /dev/video0 視頻采集基本步驟流程如下：打開視頻設(shè)備，設(shè)置視頻設(shè)備屬性及采集方式、視頻數(shù)據(jù)處理，關(guān)閉視頻設(shè)備 。 它是一些視頻系統(tǒng)，視頻軟件，音頻軟件的基礎(chǔ)，經(jīng)常使用在需要采集圖像的場合，如視頻監(jiān)控， webcam,可視電話，經(jīng)常應用在 embedded Linux 中是 Linux嵌入式開發(fā)中經(jīng)常使用的系統(tǒng)接口。從 開始， V4L2 就被集成到內(nèi)核里面去了。 V4L 從 版本的內(nèi)核中開始出現(xiàn)。 文件系統(tǒng)為 FriendlyARM 制作的文件系統(tǒng) ，它集成了 ，實現(xiàn)了兩種圖形系統(tǒng)的無縫切換，在 Qtopa 中有一個圖標直接可以 啟動 QtE，非常方便。 5)進程間通訊 (IPC) 支持進程間各種通信機制。網(wǎng)絡協(xié)議 部分負責實現(xiàn)每一種可能的網(wǎng)絡傳輸協(xié)議。 4)網(wǎng)絡接口（ NET）提供了對各種網(wǎng)絡標準的存取和各種網(wǎng)絡硬件的支持。虛擬文件系統(tǒng)可以分為邏輯文件系統(tǒng)和設(shè)備驅(qū)動程序。硬件無關(guān)部分提供了進程的映射和 邏輯內(nèi)存的對換；硬件相關(guān)的部分為內(nèi)存管理硬件提供了虛擬接口。必要時，操作系統(tǒng)負責在磁盤和內(nèi)存間交換程序塊。 2)內(nèi)存管理（ MM）允許多個進程安全的共享主內(nèi)存區(qū)域?？蛇\行 進程實際上是僅等待 CPU 資源的進程，如果某個進程在等待其它資源，則該進程是不可運行進程。 1)進程調(diào)度（ SCHED） :控制進程對 CPU 的訪問。舉個例子： 代表的不是開發(fā)版，而是穩(wěn)定版。 版本之后是 ―‖格式， B 隨著新版本的發(fā)布而增加 ,C 代表一些 bug 修復，安全更新，新特性和驅(qū)動的次數(shù)。 版本之前，是一種 ―‖的格式。這樣穩(wěn)定版本來源于上一個測試版升級版本號，而一個穩(wěn)定版本發(fā)展到完全成熟后就不再發(fā)展。以版本 為例， 2 代表主版本號， 4 代表次版本號， 0 代表改動較小的末版本號?？梢酝ㄟ^數(shù)字 B 來判斷 Linux 是否穩(wěn)定，偶數(shù)的 B 代表穩(wěn)定版，奇數(shù)的 B 代表開發(fā)版。第二種方式用于 ，數(shù)字由三部分 ―‖，A 代表主版本號， B 代表次版本號， C 代表較小的末版本號。第一種方式用于 版本之前（包括 ）。不同的硬件平臺對內(nèi)核的要求也不同，所以從一個平臺到另外一個平臺就需要對內(nèi)核進行重新配置和翻譯， Linux 是一款適應性很強且容易裁剪的操作系統(tǒng)。內(nèi)核就是實現(xiàn)操作系統(tǒng)整體功能最核心的代碼，它是整個操作系統(tǒng)的核心。完成這個控制工作的軟件就稱為操作系統(tǒng)，在 Linux 的術(shù)語中被稱為 ―內(nèi)核 ‖，也可以稱為 ―核心 ‖。計算機的硬件，含有外圍設(shè)備、處理器、內(nèi)存、硬盤和其他的電子設(shè)備組成計算機的發(fā)動機。 嵌入式 Linux 內(nèi)核 ? Linux 內(nèi)核版本及特點 操作系統(tǒng)是一個用來和硬件打交道并為用戶程序提供一個有限服務集的低級支撐軟件。 ? vivivboot 簡介 這里啟動開發(fā)板 Linux 使用的是又開發(fā)板提供商 FriendlyARM 制作的中北大學 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 22 頁 共 37 頁 BootLoader： vboot，也是一款開源軟件，兼容 64MB1GBNand Flash。目前 BootLoader 的種類有很多，在 X86 上有 LILO、 GRUB 等等，在嵌入式系統(tǒng)中有 Uboot、 VIVI、 BOLB等， VIVI 是韓國 MIZI 公司開發(fā)專門針對 Samsung 公司的 ARM 架構(gòu)的一種BootLoader，基本上可以直接使用，命令簡單方便。啟動加載模式是指系統(tǒng)上電后自動地將存儲器中的操作系統(tǒng)拷貝到 SDRAM 中運行，下載模式一般針對開發(fā)人員。它的操作模式分兩種：啟動加載模式 amp。 BootLoader 的移植 ? BootLoader 簡介 BootLoader 相當于 PC 機上的 BIOS，在嵌入式系統(tǒng)中通常使用 BootLoader來啟動程序。輸入命 令vi ~/.bashrc 來配置當前用戶的環(huán)境變量，可以在文件最后加入一行 export PATH=$PATH:/opt/FriendlyARM/toolschain/。 下載開源的 編譯器，拷貝到文件系統(tǒng)中如~/dirname ， 并 進 入 該 目 錄 。 系統(tǒng)開發(fā)的軟件平臺 交叉編譯環(huán)境的搭建 交叉編譯是指在 PC 平臺上編寫出目標平臺的代碼進行編譯。當遙控器處于控制狀態(tài)時，使用者每按下一個控制鍵， CPU 從指定的存儲單元中讀取一系列的二進制數(shù)據(jù)，串行輸出（位和位之間的時間間隔等于采樣時的時間間隔）給信號保持電路，同時由調(diào)制電路進行信號調(diào)制，將調(diào)制信號經(jīng)放大后，由紅外線發(fā)射二極管進行發(fā)射，從而實現(xiàn)對該鍵對應設(shè)備功能的控制。 遙控器有兩種狀態(tài)：學習狀態(tài)和控制狀態(tài)。 DSP結(jié)構(gòu)框架 : 1. ISP（ image signal processor）（鏡像信號處理器） 2. JPEG encoder（ JPEG 圖像解碼器） 3. USB device controller（ USB 設(shè)備控制器）。光電二極管受到光照射時，就會產(chǎn)生電荷。 USB 攝像頭的工作原理大致為：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)诫娔X中處理，通過顯示器就可以看到圖像了。近年以來，隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡速度的不斷提高，再加上感光成像器件技術(shù)的成熟并大量用于攝像頭的制造上，這使得它的價格降到普通人可以承受的水平。 SLEEP 模式：電源管理模塊關(guān)閉內(nèi)部電源，因此， CPU 和內(nèi)部邏輯模塊都沒有電源消耗，除了此模式下的喚醒模塊。 SLOW 模式 (非 PLL 模式 )：這個模式可以減少電源消耗，通過提供一個慢速時鐘且關(guān)閉了 PLL 模塊電源供應。 S3C2440A 有 4 種電源模式，分別為正常、慢速、空閑和掉電模式，下面將詳細敘述每個電源管理模式，各個模式之間轉(zhuǎn)換需要滿足一定條件。 2) 存儲控制器 S3C2440A 的存儲控制器提供訪問外部存儲器所需的存儲器控制信號 3) 時鐘和電源管理 時鐘控制邏輯單元能夠產(chǎn)生 S3C2440A 需要的時鐘信號，包括 CPU 使用的主頻 FCLK， AHB 總線設(shè)備使用的 HCLK，以及 APB 總線設(shè)備使用的 PCLK。 AHB 主要用于高性能模塊 (如 CPU、 DMA 和 DSP 等 )之間的連接，作為 SoC的片上系統(tǒng)總線。通過提供一套完整的通用系統(tǒng)外設(shè)， S3C2440A 減少整體系統(tǒng)成本和無需配置額外的組件 [13]。這一結(jié)構(gòu)具有獨立的 16KB 指令高速緩存和 16KB 數(shù)據(jù)高 速緩存。 S3C2440A 的突出特點是其處理器核心，是一個由 Advanced RISC Machines（ ARM）公司設(shè)計的 16/32 位 ARM920T 的 RISC 處理器。低功耗，簡單，精致 且全靜態(tài)設(shè)計特別適合于對成本和功率敏感型的應用。為了降低整體系統(tǒng)成本， S3C2440A還提供了以下豐富的內(nèi)部設(shè)備。USBSlave 中北大學 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 18 頁 共 37 頁 S3C2440A 芯片 S3C2440A是三星公司研發(fā)的一款 16/32 位精簡指令集（ RISC）微處理器。 圖 串口電路 開發(fā)板具有兩種 USB 接口，一個是 USB Host，它和普通 PC 的 USB 接口是一樣的，可以接 USB 攝像頭（本設(shè)計就是用于接攝像頭）、 USB 鍵盤、 USB 鼠標、 U 盤等常見 USB 外設(shè)，另一種是 USB Slave，我們一般用它來下載程序到目標板，當開發(fā)板轉(zhuǎn)載了 WinCE，可以通過 ActiveSync 軟件與 windows 同步 ， 當開發(fā)板裝在了 Linux 系統(tǒng)時，目前尚無相應的驅(qū)動和應用。 圖 NAND Flash 圖 Nor Flash 中北大學 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 17 頁 共 37 頁 串口與 USB 下載 S3C2440 本身總共有 3 個串口 UART0、 2，其中 UART0、 1 可組合為一個全功能的串口，在大部分應用中，我們只用到 3 個簡單的串口功能（驅(qū)動就是這樣），通常所說的發(fā)送（ TXD）和接收（ RXD），它們分別對應板上 CONCON CON3，這三個接口都是從 CPU 直接引出，是 TTL 電平。 S3C2440芯片支持兩種 Flash 啟動系統(tǒng)（通過開發(fā)板的單刀雙擲開關(guān)選擇）實際應用的產(chǎn)品中一般只需要有 NAND Flash，因為其容量大，成本低，速度雖然不如 Nor Flash，但也足夠快到滿足大多數(shù)應用需求，我們?nèi)粘Ｓ玫?U 盤等，大多是 NAND Flash產(chǎn)品。 系統(tǒng)開發(fā)的硬件平臺 MINI2440A 開發(fā)板 本 系 統(tǒng) 選用 來自 廣州 友善之臂 公司推出 的 采用 S3C2440 芯片 的 ARM9 開發(fā)板 Mini2440。而 Linux 是一款遵循 GPL 協(xié)議的開源操作 系統(tǒng)，用戶使用的時候不需要繳納任何版權(quán)費用，內(nèi)核可以任意的裁剪，幾乎支持所有的 32 位、 64 位 CPU，幾乎可以從網(wǎng)絡上找到所有的硬件驅(qū)動程序；而且 PC 版的 Linux 和嵌入式的 Linux 都是基于一個內(nèi)核的，這樣使得很多 PC 開發(fā)的軟件經(jīng)過交叉編譯后能夠直接運行在嵌入式設(shè)備上，使得開發(fā)周期變短，這可以更加迅速的將產(chǎn)品推向市場，所以Linux 在嵌入式操作系統(tǒng)中，占有重要地位。 隨著系統(tǒng)架構(gòu)越來越復雜、應用程序規(guī)模越來越龐大，必須使用操作系統(tǒng)來對系統(tǒng)的軟硬件資源進行分配調(diào)度和控制協(xié)調(diào)。 Linux 操作系統(tǒng)軟件包不僅包括完整的 Linux操作系統(tǒng)，而且還包括了文本編輯器、高級語言編譯器等應用軟件。 Linux 以它的高效性和靈活性著稱， Linux 模塊化的設(shè)計結(jié)構(gòu)，使得它既能在價格昂貴的工作站上運行，也能夠在廉價的 PC 機上實現(xiàn)全部的 Unix 特性，具有多任務、多用戶的能力。這個系統(tǒng)是由全世界各地的成千上萬的程序員設(shè)計和實現(xiàn)的。 Linux 繼承了 Unix 以網(wǎng)絡為核心的設(shè)計思想，是一個性能穩(wěn)定的多用戶網(wǎng)絡操作系統(tǒng)。它能運行主要的 UNIX 工具軟件、應用程序和網(wǎng)絡協(xié)議。以后借助于 Inter 網(wǎng)絡，并通過全世界各地計算機愛好者的共同努力，已成為今天世界上使用最多的一種 UNIX 類操作系統(tǒng)，并且使用人數(shù)還在迅猛增長 。與微軟產(chǎn)品不同的是， Symbian 將移動設(shè)備的通用技術(shù)，也就是操作系統(tǒng)的內(nèi)核，與圖形用戶界面技術(shù)分開，能很好的適應不同方式輸入的平臺，也可以使廠商可以為自己的產(chǎn)品制作更加友好的操作界面，符合個性化的潮流，這也是用戶能見到不同樣子的 Symbian 系統(tǒng) 的主要原因。 Symbian 是一個實時性、多任務的純 32 位操作系統(tǒng)，具有功耗低、內(nèi)存占用少等特點，非常適合手機等移動設(shè)備使用，經(jīng)過不斷完善，可以支持 GPRS、藍牙 、 SyncML、以及 3G 技術(shù)。但由于 μC/OSII 良好的可擴展性和源碼開放，這些非必須的功能完全可以由用戶自己根據(jù)需要分別實現(xiàn)。 嚴格地說 μC/OSII 只是一個實時操作系統(tǒng)內(nèi)核，它僅僅包含了任務調(diào)度，任務管理，時間管理，內(nèi)存管理中北大學 2022 屆畢業(yè)設(shè)計說明書 第 13 頁 共 37 頁 和任務間的通信和同步等基本功能。至今，從 8 位到 64 位，181。C/OSII 是在 PC 機上開發(fā)和測試的，但 181。C/OSII 是用 ANSI C 編寫的，包含一 小部分與微處理器類型相關(guān)的匯編語言代碼，使之可供不同架構(gòu)的微處理器使用。 μC/OSII 的前身是 μC/OS， 最早出自于 1992 年美國嵌入式系統(tǒng)專家 Jean 在《嵌入式系統(tǒng)編程》雜志的 5 月和 6 月刊上刊登的文章連載，并把 μC/OS 的源碼發(fā)布在該雜志的 BBS 上。微軟公司于 1996 年開始發(fā)布 Windows CE 版本， 2022 年 7 月發(fā)布了 Windows CE .NET 版本，目前用得最多的是 Windows CE .NET 版本，其發(fā)展速度也是很快的，功能上自不必描述，它的主要應用領(lǐng)域有 PDA 市場、 Packet PC、 Smartphone、工業(yè)控制、醫(yī)療等。其特點為 可靠性 、 實時性 、 可裁減性， VxWorks 內(nèi)核最小為 8kB 。良好的持續(xù)發(fā)展能力、高性能的內(nèi)核以及友好的用戶開發(fā)環(huán)境 ,在嵌入式實時操作系統(tǒng)領(lǐng)域占據(jù)一席之地。目前一些常見的嵌入式系統(tǒng)有： uClinux、WinCE、 PalmOS、 Symbian、 eCos、 uCOSII、 VxWorks、 pSOS、 Nucleus、 ThreadX 、Rtems 、 QNX、 INTEGRITY、 OSE、 C Executive 等等 [15]。而且易于調(diào)節(jié)和可控性強。 且該款攝像頭無需驅(qū)動，完美支持 Linux 操作系統(tǒng)，在開發(fā)板上使用效果良好。因為 USB 攝像頭的價格低廉，并且具有良 好的性能，使用也很方便，連接到嵌入式系統(tǒng)中也更加容易。并且內(nèi)核的工作電壓只有 ，輸入輸出