基于Linux操作系統的視頻采集卡驅動程序設計

DMA結構：

struct saa7146_video_dma {

u32 base_odd;

u32 base_even;

u32 prot_addr;

u32 pitch;

u32 base_page;

u32 num_line_byte;

};

工作流程

v4l2_extension調用v4l2_register_device（）函數注冊設備，V4l2_register_device()函數進而調用v4l2_init_done（）函數（v4l2_device結構中的int（*initialize）（）字段已被初始化為該函數）通過寫 I/O地址空間具體的初始化設備，設置采集圖像的默認參數等。這時候設備已經做好了采集圖像的準備工作。

下面通過典型的read一楨圖像來分析具體的工作流程：

應用程序首先調用系統調用open（）來打開設備，v4l2將該調用映射為初始化設備時已經設置好的v4l2_device結構中的 int（*open）（），在本文中即為v4l2_open（）；打開設備成功read一楨圖像數據的命令，此時系統通過v4l2_device結構中已經設置好的int（*open）（）字段調用相應的函數v4l2_read（），該調用負責分配內核內存緩沖區，并將采集到的數據從內核空間復制到用戶空間，這樣應用程序就獲得了一楨數據；

當v4l2_capability結構中的V4L2_CAP_STREAMING標志被設置時，這表明設備支持流采集。V4L2 的流驅動程序維護兩個組織成FIFO的緩沖區隊列：發送隊列和接收隊列。由于應用程序受到網絡延遲,進程搶占或隨機磁盤存儲的影響,維護兩個隊列就可以把異步的視頻采集或輸出操作與應用程序分離開，從而降低丟失數據的可能性。設備采集到圖像后可以用DMA 方式直接將數據放入應用程序分配好的緩沖區中，這就大大提升了整個系統的性能。

4.2.3 測試驅動程序[6]

首先編譯上述模塊，然后通過命令insmod鏈接進內核。用于測試的簡單應用程序主體部分如下所示：

vid = open(device, O_RDONLY);/*打開設備*/

err = ioctl(vid, VIDIOC_QUERYCAP, cap); /*查詢設備支持的功能*/

err = ioctl(vid, VIDIOC_G_FMT, fmt);/*設置采集圖像的格式*/

data = malloc(fmt.fmt.pix.sizeimage);/*分配用戶空間緩沖區*/

n = read(vid, data, fmt.fmt.pix.sizeimage);/*獲取一楨數據*/

該應用程序運行后經檢查得到了預期的結果，并且在基于該驅動程序的CDMA無線視頻傳輸系統中滿足了應用的需要，獲得了理想的效果。

5 結論

本文作者創新點：詳細闡述了Linux環境下利用V4L2API開發視頻采集設備驅動程序的流程，并將該驅動程序實際的應用到我們自己研發的CDMA無線視頻傳輸系統中，獲得了滿意的實時效果，在此也希望對從事同類開發的人員有所裨益。

參考文獻

1 Alessandro Rubini Jonathan Corbet,Linux device driver,2nd Edition,O’Reilly,2001.7

2 Philip SAA7146A datasheet,1998.4

3 Philip SAA7111A datasheet,1998.5

4 http://linux.bytesex.org/v4l2/

5 PCI SIG，PCI Local Bus Specification Revision 2.2,1998.12

6 王多智，嵌入式linux下sram驅動程序的開發原理及應用，微計算機信息，2005年第5期