基于S3C2440處理器的遠程圖像無線監(jiān)控系統(tǒng)設計方案

SAA7113 的CE 引腳與S3C2440 的一個GPIO 引腳相連，這樣可以控制SAA7113的工作狀態(tài)。當無須采集圖像時，將該GPIO口輸出低電平，使SAA7113芯片處于低功耗狀態(tài)，節(jié)省電能的消耗。對照圖2和圖3可以看出，SAA7113芯片就是圖2的“外部圖像傳感器”。它向嵌入式系統(tǒng)的攝像機接口提供了采樣到的標準ITU視頻數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)經(jīng)過DMA的P端口或C端口控制傳輸?shù)搅藘?nèi)存，這樣就可以在內(nèi)存中對圖像數(shù)據(jù)作進一步的加工處理。

1.2 采樣接口驅(qū)動

圖像采樣接口的驅(qū)動按照Linux視頻設備驅(qū)動的模型V4L（video for Linux）編寫了SAA7113與S3C2440攝像機接口的驅(qū)動。驅(qū)動使用C端口模式與DMA進行通信。采樣1幀圖像之前，首先設置采樣圖像的分辨率和剪輯窗口大小等參數(shù)，然后設置DMA控制器訪問的視頻采樣輸出緩沖的內(nèi)存地址，接著就可以通過設置S3C2440的CAMIF接口控制寄存器啟動1幀圖像的采集。當采集完1幀圖像時，CAMIF接口會自動啟動1次C端口的DMA通信，把采集的圖像數(shù)據(jù)傳到內(nèi)存。傳輸結(jié)束后，會產(chǎn)生一個C端口的中斷，通知驅(qū)動1幀數(shù)據(jù)采樣和傳輸結(jié)束。具體來說，這個驅(qū)動需要實現(xiàn)以下功能：

初始化S3C2440的CAMIF接口的時鐘寄存器。主要是根據(jù)SAA7113的外接晶振頻率設置攝像機時鐘分頻寄存器（CAMDIVN）。該寄存器的0～3位是分頻系數(shù)，其計算方法是：

CAMCLK_DIV=UPLL/（CAMCLK * 2）-1

（初始化代碼略— — 編者注）

配置CAMIF接口的采樣參數(shù)。主要是輸入源圖像數(shù)據(jù)的格式、輸出的圖像格式、采樣的窗口大小、DMA的訪問地址等參數(shù)。這里定義了一個結(jié)構(gòu)，用于存儲與CAMIF接口相關的配置信息：

上述這些配置信息最終是與一系列的寄存器相關聯(lián)的。這個結(jié)構(gòu)為讀/寫寄存器提供了一個清晰的、集中的存儲緩沖。

打開、關閉和控制攝像機的接口函數(shù)。這3個接口函數(shù)是按V4L規(guī)范編寫的，其原型如下：

① 打開攝像機接口函數(shù)：

static int

v4l_cam_open（struct video_device *v,int mode）；

② 控制攝像機接口函數(shù)：

static int

v4l_cam_ioctl（struct video_device *v,unsigned int cmd,void *arg）；

③ 關閉攝像機接口函數(shù)：

static void v4l_cam_close（struct video_device *v）；

中斷處理接口函數(shù)。該中斷處理函數(shù)在使用C端口模式完成1幀圖像采集后被調(diào)用。函數(shù)原型定義如下：

static void

s3c2440_camif_isr_c（int irq,void *dev_id,struct pt_regs *regs）；

讀取圖像數(shù)據(jù)的實現(xiàn)函數(shù)。該函數(shù)通過dev→rdy的值判斷1幀圖像有無采集轉(zhuǎn)換結(jié)束。如果該值置1，則表示采樣結(jié)束，這時就可以從圖像數(shù)據(jù)的緩沖中拷貝數(shù)據(jù)到用戶的存儲空間；如果為0，則函數(shù)進入阻塞或返回EAGAIN標志。順便提一下，dev→rdy的值是在中斷處理函數(shù)中設置的。（實現(xiàn)代碼略——編者注）

1.3 圖像數(shù)據(jù)的壓縮

S3C2440的CAMIF接口處理得到的1幀圖像數(shù)據(jù)比較大，還要經(jīng)過進一步的壓縮才能適合進行網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸。S3C2440處理器內(nèi)部沒有提供硬件的圖像壓縮編碼器，但因為它的主頻較高，可以使用軟件來進行圖像壓縮?？紤]到CPU的處理能力和對單幀采樣圖像的清晰度有較高的要求，采用基于離散余弦變換算法（DCT）的JPEG/MJPEG方式對圖像數(shù)據(jù)進行壓縮編碼。