【正文】 ramelock [4]。 unsigned char *pFramebuffer。 int channel。 int palette。 int sizenative。 char *cameraname。 struct video_param videoparam。 struct video_window videowin。 struct video_mbuf videombuf。 struct video_capability videocap。 char *videodevice 。V4l同時(shí)將這些函數(shù)和參數(shù)封裝成一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)vdIn。本系統(tǒng)選用的攝像頭采用了CMOS傳感器和中星微301處理器。第四章 視頻采集功能的設(shè)計(jì)視頻采集程序是基于V4L開發(fā)的，包括攝像頭的初始化、打開/關(guān)閉、參數(shù)設(shè)置和數(shù)據(jù)讀取等操作。在調(diào)試過程中g(shù)db通過調(diào)試stub來完成通信功能，調(diào)試stub是嵌入式操作系統(tǒng)中的一小段代碼，它提供了運(yùn)行g(shù)db的宿主機(jī)和嵌入式系統(tǒng)進(jìn)程之間交互的一個(gè)媒介。四、 Linux下的程序調(diào)試調(diào)試是程序開發(fā)過程中必不可少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，通用PC機(jī)的程序調(diào)試與嵌入式操作系統(tǒng)的調(diào)試環(huán)境上有著明顯的區(qū)別，前者調(diào)試器和被調(diào)試的程序往往是運(yùn)行在同一臺(tái)機(jī)器上，是相同操作系統(tǒng)下的兩個(gè)不同的進(jìn)程，調(diào)試器通過操作系統(tǒng)專用調(diào)用接口控制被調(diào)試進(jìn)程，后者通常為遠(yuǎn)程調(diào)試，調(diào)試器一般運(yùn)行于桌面操作系統(tǒng)上，而被調(diào)試的程序則運(yùn)行在嵌入式系統(tǒng)之上，因此需要協(xié)調(diào)這兩個(gè)程序之間的通信。JFFS2文件系統(tǒng)是按層次結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的，分為文件系統(tǒng)管理層接口、JFFS2內(nèi)部實(shí)現(xiàn)層和NAND接口層，這樣就簡(jiǎn)化了其與系統(tǒng)的接口設(shè)計(jì)，可以方便地集成到系統(tǒng)中去。JFFS2采用一種多策略混合的垃圾回收算法，結(jié)合了貪心策略的高效性和隨機(jī)選擇的平均性，達(dá)到了兼顧損耗平均和系統(tǒng)開銷的目的。JFFS2文件系統(tǒng)是專門為NAND閃存設(shè)計(jì)的嵌入式文件系統(tǒng)，根據(jù)NAND閃存以頁面為單位存取的特點(diǎn)，將文件組織成固定大小的數(shù)據(jù)段。目前FLASH支持的文件系統(tǒng)技術(shù)主要有JFFS2，YAFFS2，TrueFFS，F(xiàn)TL/NTFL，RAMFS，CRAMFS和ROMFS等等。此外，文件系統(tǒng)要對(duì)管理文件的安全性負(fù)責(zé)。嵌入式文件系統(tǒng)是嵌入式操作系統(tǒng)的一部分，它的任務(wù)是對(duì)邏輯文件進(jìn)行管理，其工作包括提供對(duì)邏輯文件的操作(復(fù)制、刪除、修改等)接口，方便用戶操作文件和目錄。嵌入式系統(tǒng)對(duì)文件的操作是通過層次結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的。三、 嵌入式文件系統(tǒng)嵌入式Linux操作系統(tǒng)一般采用FLASH作為存儲(chǔ)介質(zhì)。然后便可以生成所需要的內(nèi)核文件了，用make zlmage來實(shí)現(xiàn)得到可移植的內(nèi)核。首先執(zhí)行makedep命令，讀取配置過程生成的配置文件，來創(chuàng)建對(duì)應(yīng)于配置的依賴關(guān)系樹，從而決定哪些需要編譯而哪些不需要。在編譯內(nèi)核之前，需要對(duì)內(nèi)核進(jìn)行必要的配置，通過虛擬機(jī)進(jìn)入/pxa270_linux/linux/目錄后在終端執(zhí)行make menuconfig[10]命令，就可以可視化的配置內(nèi)核需要的功能和要求，本次試驗(yàn)，主要是針對(duì)視頻方面，選擇了對(duì)V4L的靜態(tài)加載、對(duì)spca5xx攝像頭驅(qū)動(dòng)的動(dòng)態(tài)加載，這樣就結(jié)束了對(duì)內(nèi)核的配置。系統(tǒng)采用的嵌入式Linux內(nèi)核為隨實(shí)驗(yàn)平臺(tái)光盤中的Linux內(nèi)核，它是針對(duì)這套實(shí)驗(yàn)平臺(tái)所配置的Linux內(nèi)核，[9]。一般常用的GUI如QT/E，MiniGUI等都支持Linux。本設(shè)計(jì)中的Intel Xcale就是采用Blob作為Bootloader。本設(shè)計(jì)中的Bootloader采用Blob，Blob是Boot Loader Object的縮寫，是一款功能強(qiáng)大的Bootloader。(4)為內(nèi)核設(shè)置啟動(dòng)參數(shù)。(2)檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)存映射。第二階段則通常用C語言來實(shí)現(xiàn)，這樣可以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能，而且代碼會(huì)具有更好的可讀性和可移植性。(3) 復(fù)制BootLoader的第二階段代碼到RAM空間中。這個(gè)階段完成的任務(wù)一般如下:( l) 硬件設(shè)備初始化(屏蔽所有的中斷、關(guān)閉處理器內(nèi)部的指令/數(shù)據(jù)cache)。BootLoader的實(shí)現(xiàn)依賴于CPU的體系結(jié)構(gòu)，一般來說啟動(dòng)過程分為兩個(gè)階段。BootLoader的這種模式通常在第一次安裝內(nèi)核與根文件系統(tǒng)時(shí)被使用，此外，以后的系統(tǒng)更新也會(huì)使用BootLoader的這種工作模式。(2)下載(Downloading)模式:在這種模式下，目標(biāo)機(jī)上的BootLoader將通過串口連接或者網(wǎng)絡(luò)連接等通信手段從主機(jī)(HOST)下載文件，比如下載內(nèi)核映像和根文件系統(tǒng)映像等。(l)啟動(dòng)加載(Bootloading)模式:這種模式也稱為“自主”(Autonomous)模式，即BootLoader從目標(biāo)機(jī)上的某個(gè)固態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備上將操作系統(tǒng)加載到RAM中運(yùn)行，整個(gè)過程并沒有用戶的介入。一般BootLoader都包含兩種不同的操作模式:“啟動(dòng)加載”模式和“下載”模式，這種區(qū)別僅對(duì)于開發(fā)人員才有意義。(4)從特定的位置把操作系統(tǒng)和文件系統(tǒng)調(diào)入內(nèi)存，并設(shè)置一些操作系統(tǒng)所必需的參數(shù)，然后把CPU控制權(quán)交給操作系統(tǒng)。(3)設(shè)置處理器的寄存器以及內(nèi)存，關(guān)掉所有的輸入管腳(包括中斷管腳)，以防止突然有信號(hào)進(jìn)入妨礙接下來的硬件初始化動(dòng)作。(2)初始化一些必要的硬件。BootLoader一般情況下需要包含以下幾個(gè)必備的功能 :(l)初始化處理器。在一般嵌入式系統(tǒng)中，系統(tǒng)復(fù)位或者加電后通常從地址0x00000000處開始執(zhí)行，而這個(gè)地址一般正是存放的BootLoader啟動(dòng)代碼。第三節(jié) 嵌入式Linux操作系統(tǒng)移植一、 BootLorder移植BootLoader是系統(tǒng)加電后運(yùn)行的第一段代碼。要成功構(gòu)建完整的交叉編譯環(huán)境需要在宿主機(jī)上創(chuàng)建一系列的工具包括C/C++編譯器、匯編器、鏈接器、嵌入式系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)C庫(kù)和GDB代碼級(jí)調(diào)試器。所以一般來說每種CPU都對(duì)應(yīng)有不同的跨平臺(tái)編譯器。這里所說的跨平臺(tái)編譯器和一般的編譯器功能類似，都是把源代碼通過編譯器編譯成目標(biāo)文件，然后通過鏈接器、可重定位器程序和定位器把目標(biāo)文件重新定位成可執(zhí)行文件。編譯是在宿主機(jī)，一般為裝有Linux的pc；執(zhí)行是在目標(biāo)機(jī)，即嵌入式系統(tǒng)的硬件平臺(tái)。，在Windows XP 下安裝虛擬機(jī)，在虛擬機(jī)中安裝Linux系統(tǒng)，這樣可以屏蔽底層差別，避免硬件驅(qū)動(dòng)帶來的麻煩，而且還能方便的使用串口、并口、USB接口，快速的進(jìn)入實(shí)驗(yàn)環(huán)境。從便攜式消費(fèi)品、網(wǎng)絡(luò)和無線設(shè)備，到自動(dòng)化設(shè)備、醫(yī)療設(shè)備和存儲(chǔ)產(chǎn)品，這一應(yīng)用列表與日俱增。由于在目前的主流嵌入式ARM中大多不具有MMU，因此只用IM左右的內(nèi)核就能實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)功能和任務(wù)調(diào)度的Linux系統(tǒng)就可以適用于從高端服務(wù)器到嵌入式應(yīng)用的各級(jí)平臺(tái)。目前基于嵌入式Linux的應(yīng)用已經(jīng)遍布很多領(lǐng)域，比如移動(dòng)多媒體設(shè)備、手持設(shè)備、車載導(dǎo)航系統(tǒng)、機(jī)械控制等。目前正在開發(fā)的嵌入式系統(tǒng)中，49%的項(xiàng)目選擇嵌入式Linux作為操作系統(tǒng)。嵌入式Linux是目前嵌入式系統(tǒng)領(lǐng)域中發(fā)展勢(shì)頭非常迅猛的系統(tǒng)。Linux系統(tǒng)不僅能夠運(yùn)行于PC平臺(tái)，還在嵌入式系統(tǒng)方面大放光芒。第三章 嵌入式ARM系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)第一節(jié) Linux操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介L(zhǎng)inux是一個(gè)類似Unix的操作系統(tǒng)，它起源于芬蘭一個(gè)名為L(zhǎng)inusTorvaldS的業(yè)余愛好者，現(xiàn)已成為最流行的一款開放源代碼的操作系統(tǒng)。當(dāng)CPU運(yùn)行BOOT代碼時(shí)，通常只有這個(gè)終端 ；運(yùn)行LINUX內(nèi)核時(shí)，如果有LCD顯示，串口0與LCD終端會(huì)同時(shí)有效。最后，說明一下串口電路，在嵌入式視頻監(jiān)控系統(tǒng)中，串口起到了很重要地作用，嵌入式系統(tǒng)啟動(dòng)的信息都可以通過串口傳到PC上，極大地方便了系統(tǒng)的移植和軟件的調(diào)試。LAN91C111的工作流程是，驅(qū)動(dòng)程序?qū)⒁l(fā)送的數(shù)據(jù)包按指定格式寫入芯片并啟動(dòng)發(fā)送命令，LAN91C111會(huì)自動(dòng)把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)換成物理幀格式在物理信道上傳輸；反之芯片收到物理信號(hào)后自動(dòng)將其還原成數(shù)據(jù)，并按指定格式存放在芯片RAM中以便主機(jī)程序取用。也就是Ethernet Controller，本系統(tǒng)采用SMSC公司的單芯片的網(wǎng)絡(luò)控制器，LAN91C111。NOR型FLASH的優(yōu)點(diǎn)是芯片內(nèi)執(zhí)行命令，這樣應(yīng)用程序可以直接在FLASH內(nèi)運(yùn)行，不用進(jìn)入內(nèi)存，使得它的傳輸效率很高。FLASH一般具有NOR型和NAND型。PXA270芯片在片內(nèi)具有獨(dú)立的SDRAM刷新控制邏輯，可方便地與SDRAM接口。SDRAM的存儲(chǔ)單元可以理解為一個(gè)電容，總是傾向于放電，為避免數(shù)據(jù)丟失，必須定時(shí)刷新(充電)。當(dāng)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，CPU首先從復(fù)位地址0x0處讀取啟動(dòng)代碼，在完成系統(tǒng)的初始化后，程序代碼一般應(yīng)調(diào)入SDRAM中運(yùn)行，以提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度。其次，研究嵌入式系統(tǒng)內(nèi)存——SDRAM。首先介紹CPU核心總線[4]，總線是CPU和其他設(shè)備的橋梁。包括：Ethernet： 10/100接口1個(gè)UART： 6個(gè)（包括RS232,RS485,IRDA,全功能串口）：2個(gè)（1個(gè)host 一個(gè)device）PS2：2個(gè)（KEYBOARDamp?？偩€驅(qū)動(dòng)器： 若干；。SUPERIO: WINBOND 83977。核心板（8層PCB電路）系統(tǒng)包括：CPU： INTEL PXA270(520M),支持GDB調(diào)試；SDRAM: 64M 工作在104M外頻上；FLASH: 32M INTEL Nor FLASH。OURSPXA270EP是一款基于INTEL　XSCALE PXA270處理器，針對(duì)高效嵌入式系統(tǒng)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)科研的平臺(tái)。它的時(shí)鐘頻率從312到624MHz不等，并內(nèi)建64MB的堆棧型Intel StrataFlash內(nèi)存。本設(shè)計(jì)采用的就是基于英特爾Xscale構(gòu)架的一種32位嵌入式處理器，它除了應(yīng)用于掌上電腦之中外，還可以應(yīng)用于智能手機(jī)、網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)設(shè)備、骨干網(wǎng)路由器等電子設(shè)備。而且針對(duì)嵌入式系統(tǒng)，XScale構(gòu)架還引入了Pentium處理器工藝和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了Pentium微處理器體系結(jié)構(gòu)的一系列高性能技術(shù)，達(dá)到了高性能、低功耗和小體積等嵌入式系統(tǒng)要求的特性。第三節(jié) XScale體系結(jié)構(gòu)Xscale核是采用ARM V5TE架構(gòu)的處理器，是Intel公司的StrongARM的升級(jí)換代產(chǎn)品，它具有高性能、低功耗等特點(diǎn)，并在流水線設(shè)計(jì)、DSP處理和指令設(shè)計(jì)中有很大改進(jìn)[3]。目前，ARM處理器有ARMARMARM9E、 ARMARM10E、SecurCore、StrongARM和XScale等系列?；贏RM技術(shù)的微處理器應(yīng)用占據(jù)了32位RISC微處理器75%以上的市場(chǎng)份額，ARM技術(shù)正在逐步滲入到我們生活的各個(gè)方面。ARM公司本身不直接從事芯片生產(chǎn)，而是依靠轉(zhuǎn)讓設(shè)計(jì)許可，由合作公司生產(chǎn)各具特色的芯片。第二節(jié) ARM簡(jiǎn)介ARM，既是一個(gè)公司的名字，也是對(duì)一類微處理器的通稱。[1]。基于嵌入式ARM技術(shù)的視頻監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器端采用攝像頭不斷的采集圖像，壓縮成視頻流，然后通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到申請(qǐng)監(jiān)控的客戶端。第二章 嵌入式ARM系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介第一節(jié) 視頻監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)是基于嵌入式技術(shù)設(shè)計(jì)的?？傊?，論文的內(nèi)容都是圍繞如何建立一個(gè)視頻監(jiān)控系統(tǒng)。本次設(shè)計(jì)的目的只有一個(gè)，就是實(shí)現(xiàn)視頻的實(shí)時(shí)監(jiān)控。在監(jiān)控系統(tǒng)中，視頻采集、傳輸、播放的功能不是由專門視頻處理芯片完成，而是由軟件實(shí)現(xiàn)。所以，從市場(chǎng)需求、技術(shù)創(chuàng)新、行業(yè)需要等方面，網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)都需要我們仔細(xì)研究和學(xué)習(xí)，有極大的現(xiàn)實(shí)意義。雖然離數(shù)字家庭的全面實(shí)現(xiàn)還比較遠(yuǎn)，但隨著IPv6技術(shù)和信息家電技術(shù)的發(fā)展、移動(dòng)監(jiān)控設(shè)備的進(jìn)一步優(yōu)化，視頻監(jiān)控技術(shù)很可能最先在數(shù)字家庭中得到推廣。在公眾家庭市場(chǎng)，視頻監(jiān)控主要是應(yīng)用于住宅的安全防范和財(cái)產(chǎn)的監(jiān)控。今年，視頻監(jiān)控開始從銀行、交通等個(gè)別領(lǐng)域向多領(lǐng)域延伸，由傳統(tǒng)的安防監(jiān)控向管理監(jiān)控和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)監(jiān)控發(fā)展。其中，％％的市場(chǎng)份額。同時(shí)，現(xiàn)在3G技術(shù)迅猛發(fā)展，手機(jī)視頻監(jiān)控等新興技術(shù)也日新月異。為了應(yīng)對(duì)市場(chǎng)需求，原先以行業(yè)應(yīng)用為主的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控設(shè)備從外觀、功能、應(yīng)用和價(jià)格上不斷貼近家庭市場(chǎng)的消費(fèi)需求，大量以網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控設(shè)備為代表的家用視頻監(jiān)控產(chǎn)品開始涌入民用市場(chǎng)，憑借強(qiáng)大的技術(shù)、時(shí)尚的外觀設(shè)計(jì)和高性價(jià)比，潛移默化地改變著國(guó)內(nèi)安防民用市場(chǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀。 與國(guó)外市場(chǎng)相同，國(guó)內(nèi)個(gè)人用戶也是視頻監(jiān)控領(lǐng)域不可缺少的重要客戶，一直以來，我國(guó)的視頻監(jiān)控業(yè)務(wù)主要集中在行業(yè)用戶上，由于家用視頻監(jiān)控一直沒有形成規(guī)模，產(chǎn)業(yè)鏈也沒有完全形成，加上造價(jià)、設(shè)備復(fù)雜性方面的影響，家用視頻監(jiān)控市場(chǎng)一直沒有顯著的發(fā)展。用戶需要一次性支付199美元，用以購(gòu)買攝像頭、無線門磁探測(cè)器以及相關(guān)軟硬件，美國(guó)的寬帶互聯(lián)網(wǎng)用戶和CingularWireless公司的無線上網(wǎng)手機(jī)用戶都可以享用該服務(wù)。2006年，ATamp。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，嵌入式處理器類型多樣化，處理能力空前提升，新興的嵌入式系統(tǒng)正朝著信息家電IA（Information Application）和3C（Computer,Communicationamp。不能在所有需要安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)的地方安裝，導(dǎo)致了一些監(jiān)控的盲點(diǎn)，有些還造成了嚴(yán)重的損失。雖然它利用了當(dāng)今最前沿的技術(shù)，卻解決了一直以來都沒有完美解決的老問題——安全問題。因此，嵌入式視頻監(jiān)控技術(shù)正在我國(guó)快速的發(fā)展，積極的研究會(huì)加強(qiáng)我們?cè)谶@方面技術(shù)的學(xué)習(xí)，也會(huì)為視頻監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。嵌入式技術(shù)把硬件和軟件集于一體，獨(dú)立工作。嵌入式系統(tǒng)是以應(yīng)用為中心，軟硬件可以剪裁，具有高穩(wěn)定、低成本、功耗低、速度快、實(shí)時(shí)好的專用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它由嵌入式微處理器，配以周邊硬件設(shè)備，接口電路組成。也許，數(shù)字視頻監(jiān)控系統(tǒng)唯一的缺點(diǎn)就是它的復(fù)雜和昂貴。上世紀(jì)末，基于PC的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控系統(tǒng)迅速崛起，部分取代了以視頻矩陣圖像分割器、錄像機(jī)為核心，輔以其他設(shè)備的模擬視頻監(jiān)控系統(tǒng)。在這個(gè)時(shí)期，視頻監(jiān)控把采集到的圖像、聲音和視頻轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理、傳輸，接受端再把數(shù)字信號(hào)通過模數(shù)轉(zhuǎn)換技術(shù)轉(zhuǎn)換