基于嵌入式linux与s3c2410平台的视频采集

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1、基于嵌入式Linux与S3C2410平台的视频采集[日期:2005-4-12]来源:单片机及嵌入式系统应用作者：华中科技大学杨继华严国萍［字体:摘要：首先简介基于嵌入式Linux系统的S3C2410平台和在平台上进行幵发所需的软件环境，接着详细论述在该平台上如何实现视频采集这一应用，并对视频采集程序的实现进行具体的介绍，最后完成成用程序向目标平台的移植。!词：嵌入式LinuxVideo4LinuxS3C2410内存映射随着多媒体技术、网络技术的迅猛发展和后PC机时代的到来，利用嵌入式系统实现远程视频监控、可视电话和视频会议等应

2、用已成为可能。为了实现这些应用，实时获得视频数据是一个重要环节。针对这一点，本文在基于嵌入式Linux系统〒台上，利用Video4Linux內核应川编程接口函数，实现了单帧图像和视频连续帧的采集，并保存成文件的形式供进-步视频处理和M络传输用。1系统平台上的硬件系统本文使川的系统平台硬件功能框图如图1所示。该平台采用Samsung公司的处理器S3C2410。该处理器内部集成了△EM^3_ARM920T处理器核的32位微控制器，资源丰富，带独立的16KB的指令Cache和16KB数据Cache、LCD控制器、RAM掠制器、NAN

3、D闪存控制器、3路UART、4路DMA、4路带PWM的Timer、并行I/O口、8路10位ADC、TouchScreen接门、I2C接口、I2S接门、2个USB接口控制器、2路SPI，主频最高可达203MHz。在处理器丰富资源的基础上，还进行了相关的配貫和扩展，平台配貫了16MB16位的Flash和64MB32位的SDRAM。通过以太网控制器芯片DM9000E扩展了一个网口，另外引山了一个HOSTUSB接门。通过在USB接口上外接一个带USB门的摄像头，将采集到的视频图像数据放入输入缓冲区屮。然后，或者保存成文件的形式，或者运

4、行移植到平台上的图像处理程序，对缓冲的图像数据直接进行相关处理，再保存并打成UDP包。最后,通过网络接口将图像发送到Internet上。本文只讨论其屮视频采集部分的具体实现。2系统平台中的软件系统2.1Linux与嵌入戎系统Linux具有内核小，效率高，源代码开放，内核直接提供网络支持等优点。但嵌入式系统的硬件资源毕竟有限，因此不能直接把Linux作为操作系统，需要针对具体的应用通过配置内核、裁减shell和嵌入式C库对系统定制，使整个系统能够存放到界量较小的Flash中。Linux的动态模块加载，使Linux的裁减极力方便，

5、高度模块化的部件使添加非常容易。正因为Linux的上述优点，在本文实现的平台上，使用的操作系统是对Linux进行了定制的armlinuxo它启用了MMU（N存管理单元），是针对支持MMU的处理器设计的。2.2开发环境的建立绝大多数Linux的软件开发都以native方式进行，即本机开发、调试，本机运行的方式。这种方式通常不适于嵌入式系统的软件开发，因为对于嵌入式系统的开发，它没有足够的资源在本机（即嵌入式系统平台）运行开发工具和调试工具。通常的嵌入式系统软件开发采用交叉编译调试的方式。交叉编译调试环境建立在宿主机（即阁1所示通

6、过率口连接的宿主机PC）上，对应的开发板叫做目标板（即嵌入式ARM24I0系统）。通常宿主机和目标板上的处理器不同，宿主机通常为Intel处理器，而目标板如图1所示为SAMSUNGS3C2410,所以程序需要使用针对处理器特点的编译器才能生成在相应平台上可运行的代码。GNU编译器提供这样的功能，在编译时，川‘以选择开发所需的宿主机和目标机，从而建立开发环境。在进行嵌入式开发前的第一步工作就是把一台PC机作力宿主机幵发机，并在其上安装指定的操作系统。对于嵌入式Linux，宿主机PC上应安装Linux系统。之后，在宿主机上建立交叉

7、编译调试的开发环境，开发环境的具体建立这里不细谈。本文采用移梢性很强的C语言在宿主机上编写视频采集程序，再利川交叉编译调试工具编译链接生成可执行代码，S后向目标平台移植。3视频采集的具体实现上面提到系统平台上运行的是armlinux。在启动后，启用了MMU,系统进入保护模式,所以应用程序就不能直接读写外设的I/O区域（包括I/O端口和I/O闪存），这时一般就要借助于该外设的驱动来进入内核完成这个工作。本系统中的视频采集分两步实现：一是为USB口数码摄像头在内核屮写入驱动，二是要再写入上层应川程序获収视频数据。本文着重讨论fa1

8、—步。3.1USB口数码摄像义•的驱动实现在Linux下，设备驱动程序可以看成LinuxlAl核与外部设备之间的接I丨。设备驱动程序向应用程序屏蔽了硬件实现了的细节，使得应用程序可以像操作普通文件一样来操作外部设备，可以使用和操作文件中相同的、标准的系统调用接口蚋数來完成对硬