嵌入式系统/ARM技术中的嵌入式Linux视频采集系统的设计与实现
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2020-11-11
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嵌入式系统嵌入式系统/ARM技术中的嵌入式技术中的嵌入式Linux视频采集系统的设计与视频采集系统的设计与
实现实现
摘要：本文以嵌入式微处理器S3C2410为核心,对Linux下的视频采集技术进行了详细分析。信号采集使用USB摄
像头,介绍了Video4Linux编程接口的使用方法,给出了Linux下视频采集的实现过程。 1 引言 多媒体通信
技术的发展为信息的获取和传输提供了丰富的手段，视频采集是其中不可缺少的重要组成部分。视频采集的手
段多种多样，随着人们对降低系统成本和提高可靠性的迫切需求，基于嵌入式的视频采集系统成为新的研发热
点。本方案以S3C2410 微控制器作为硬件平台，通过移植具有实现硬件功能的Linux 操作系统，实现了对视频
数据的实时采集和存储。 2 系统构成 系统平台采
摘要：本文以嵌入式微处理器S3C2410为核心,对Linux下的视频采集技术进行了详细分析。信号采集使用USB摄像头,介
绍了Video4Linux编程接口的使用方法,给出了Linux下视频采集的实现过程。
1 引言
多媒体通信技术的发展为信息的获取和传输提供了丰富的手段，视频采集是其中不可缺少的重要组成部分。视频采集的手
段多种多样，随着人们对降低系统成本和提高可靠性的迫切需求，基于嵌入式的视频采集系统成为新的研发热点。本方案以
S3C2410 微控制器作为硬件平台，通过移植具有实现硬件功能的Linux 操作系统，实现了对视频数据的实时采集和存储。
2 系统构成
系统平台采用三星公司的处理器S3C2410，该处理器内部集成了ARM920T 处理器核，为32 位微控制器，带独立的16KB
指令Cache 和16KB 数据Cache，LCD 控制器，RAM 控制器，NAND Flash 控制器，并行I/O 口，8 路10 位ADC，主频最高
可达203MHZ。在处理器丰富资源的基础上进行了相关的配置和扩展，平台配置了64Mbytes 8 位的NAND 闪存和64Mbytes32
位的SDRAM，通过以太网控制器芯片CS8900A 扩展了一个网口，另外引出一个串行接口和两个HOST/DEVICE USB 接口。
通过在USB 接口上外接一个USB 摄像头，将采集到的视频图像数据放入存储器缓冲区中，或者用JPEG 压缩处理程序处理缓
冲区的图像数据并保存，数据可存储在NAND 闪存中等待远程主机的访问，也可通过CS8900A 扩展的网络接口将视频数据直
接发送到远程网中的控制主机上。图 1 为系统的硬件图，其中USB 口接数码摄像头，串口、网口作为输入输出设备，NAND
闪存和SDRAM 作为存储设备，JTAG 口用来把嵌入式Linux 操作系统和应用程序烧写进Flash 存储器。
图1 视频采集系统硬件框图
3 嵌入式Linux 概述
Linux 具有内核小，效率高，源代码开放，微内核直接提供网络支持等优点。在中低端嵌入式网络设备的应用中，比起
VxWorks 等其他操作系统有许多优势，逐渐成为嵌入式操作系统的主流。但嵌入式系统的硬件资源毕竟有限，不能直接将其
作为嵌入式硬件平台上的操作系统，需要针对具体的应用进行内核的配置和裁减，使整个系统能够存放到容量较小的Flash
中。Linux 的动态模块加载方式使Linux 的裁剪极为方便，高度模块化使得添加和删减非常容易。
系统采用交叉编译调试，PC 机作为宿主机，对应的嵌入式系统平台叫做目标板。嵌入式Linux 提供了一套完整的工具链
(tool chain)，它利用GNU 的gcc 做编译器，用gdb、xgdb做调试工具，能够很方便地实现从操作系统内核到用户态应用软件
各个级别的调试。嵌入式 Linux 的移植过程如图2 所示，在此不作具体阐述。
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