基于S3C2440處理器的遠程圖像無線監控系統設計方案

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。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，節省電能的消耗。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”。它向嵌入式系統的攝像機接口提供了采樣到的標準ITU視頻數據。這些數據經過DMA的P端口或C端口控制傳輸到了內存，這樣就可以在內存中對圖像數據作進一步的加工處理。

1.2 采樣接口驅動

圖像采樣接口的驅動按照Linux視頻設備驅動的模型V4L（video for Linux）編寫了SAA7113與S3C2440攝像機接口的驅動。驅動使用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，然后設置DMA控制器訪問的視頻采樣輸出緩沖的內存地址，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，把采集的圖像數據傳到內存。傳輸結束后，會產生一個C端口的中斷，通知驅動1幀數據采樣和傳輸結束。具體來說，這個驅動需要實現以下功能：

初始化S3C2440的CAMIF接口的時鐘寄存器。主要是根據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，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。主要是輸入源圖像數據的格式、輸出的圖像格式、采樣的窗口大小、DMA的訪問地址等參數。這里定義了一個結構，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的。這個結構為讀/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。這3個接口函數是按V4L規范編寫的，其原型如下：

① 打開攝像機接口函數：

static int

v4l_cam_open（struct video_device *v,int mode）；

② 控制攝像機接口函數：

static int

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

③ 關閉攝像機接口函數：

static void v4l_cam_close（struct video_device *v）；

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

static void

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

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

1.3 圖像數據的壓縮

S3C2440的CAMIF接口處理得到的1幀圖像數據比較大，還要經過進一步的壓縮才能適合進行網絡數據傳輸。S3C2440處理器內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。考慮到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方式對圖像數據進行壓縮編碼。