《基于嵌入式Linux的图像采集系统的设计与实现》这篇文献主要探讨了如何在嵌入式Linux环境下设计和实现一个USB摄像头图像采集系统。作者提到,嵌入式Linux操作系统相较于其他如pSOS、VxWorks、WinCE等,具有更好的移植性、强大的网络功能、优秀的GNU编译工具支持,并且由于开源和免费的特点,能显著降低系统成本,因此越来越受到开发者青睐。
文中以Intel Xscale PXA255处理器为例,这是一个基于ARM架构、面向高性能、低功耗设备的嵌入式处理器,非常适合用于手持移动设备的开发。USB摄像头因其价格低廉、性能良好和易于使用的特点,常被集成到嵌入式系统中。作者所设计的图像采集系统采用OV511芯片的WEBCAM摄像头,可以在基于PXA255处理器的开发板上实现图像的采集与压缩。通过Mencoder编码工具,可以将多幅JPEG图片合成AVI视频流,并实现视频回放。
系统硬件平台由PXA255处理器构成,最高主频可达400MHz,集成了多种外设控制模块,可根据需求进行裁剪。开发板提供了64MB SDRAM、32MB Flash、640x480 TFT LCD触摸屏和外扩的USB主口控制器,形成一个嵌入式多媒体开发平台,满足复杂的计算和图形显示需求。OV511芯片的摄像头支持多种制式,如CIF(352x288)格式帧率为30fps,实现真正实时视频捕获;VGA(640x480)格式帧率为10-15fps,具备自动亮度、白平衡控制等高级数码影像控制功能。
USB总线控制器采用了Cypress公司的CY7C67300芯片,这是一款专为嵌入式领域设计的USB控制芯片,既可作为主机控制,也可作为从机控制,内嵌有8051微控制器和USB协议栈,能够方便地实现USB设备的连接和通信。
该系统的设计和实现涉及到的关键技术包括Video for Linux标准,这是Linux下处理视频输入输出的一种接口标准,对于编写USB摄像头的图像采集程序至关重要。通过遵循这一标准,开发者可以编写出兼容性强、功能完善的图像采集程序。
这篇文章深入介绍了如何在嵌入式Linux环境下,利用特定的硬件资源和软件工具,构建一个高效的图像采集系统,不仅提供了具体的设计方案,还涉及了相关的驱动程序开发和视频处理技术,为嵌入式系统开发人员提供了一定的专业指导。