基于ARM+Linux的視頻采集編碼系統設計

　　Linux 系統通過URB實現USB 傳輸。為提高有效數據的傳輸速度可擴大 URB的緩沖來降低每個USB 事務中握手信息所占比例。每次 USB 傳輸都需要在操作系統中進行URB的建立、發出、回收和數據整理等階段。可建立兩個URB，當等待一個 URB被回收時，也就是圖像正在被傳感器采集時同時處理、初始化另一個 URB，并在回收后立刻將其發出。兩個URB交替使用，大大提高了系統處理的時間效率。

　　在編譯器部分將 Linux 下的攝像頭驅動程序中Makefile 文件中相關行修改為CC=/opt/host/armv4l/bin/armv4l-unknown-gcc-linux，修改 Config.in 文件，這樣在配置內核的時候才可以看見驅動程序的名稱。同時對下列與處理器相關的部分進行修改，即可實現對S3C2440 的USB 驅動的移植。

　　(1)PCI 接口處理

　　由于S3C2440 的USB 主機控制器不包含 PCI 接口，因此需要刪除 usb-ochi.c中與PCI接口相關的代碼。

　　(2)寄存器地址設置

　　在usb-ochi.c中，使S3C2440 的USB 主機控制器寄存器的起始地址(0x49000000) 初始化ochi->regs。

　　(3)主機控制器中斷設置

　　在usb-ochi.c中，使S3C2440 的USB 主機控制器寄存器的中斷向量初始化 ochi->irq 。

　　(4)根HUB端口數目設置

　　在usb-ochi.c 中，定義根HUB的下行端口數目為 2(#define MAX_ROOT_PORTS

　　2)，MAX_ ROOT_PORTS 的默認值為150。

　　(5)修改 Makefile和Config.in 文件

　　修改完成后執行 make命令，即可生成所需要的帶有.o 后綴的驅動文件。

　　驅動程序設計完成并編譯成功后，使用動態加載的方法添加到內核中。首先在宿主機上交叉編譯好驅動模塊，然后通過串口下載到開發板上，再使用 insmod 命令將驅動掛載，攝像頭驅動便可成功添加，通過 lsmod 命令可以查看當前馭動添加的情況。

　　4 視頻采集

　　系統軟件基于VFL 開發，基本流程原理如圖3。其中最關鍵的步驟就是視頻數據的采集，一般有兩種實現方法，一是直接讀取，二是內存映射的方法。

　　1) 定義數據結構

　　程序中需要定義一些數據結構，如：video_capability ，包含攝像頭的基本信息;video_picture，包含設備采集圖像的各種屬性;video_mmap，用于內存映射;video_mbuf ，利用mmap 進行映射的幀信息，實際上是輸入到攝像頭存儲器緩沖中的幀信息;video_Window，包括設備采集窗口的各種參數。

　　Linux 系統中把設備看成設備文件，在用戶空間可以通過標準的 I/O 系統調用函數操作設備文件，從而達到與設備通信交互的目的。用 ioctl 函數來控制1/O 通道。

　　2) 采集程序實現過程

　　1. 打開視頻設備

　　在linux中視頻設備對應的設備文件為/dev/video0 ，采用open 函數來打開視頻設備。

　　2. 獲取設備信息和視頻信息并進行設置

　　開啟設備文件后，通過調用 camera_get_capability() 和camera_get_picture() 函數來實現對設備信息以及圖像信息的獲取。這兩個函數均通過調用ioctl() 函數來取得設備和圖像的相關信息，并將取得的信息放到 video_capability 結構里。若需對圖像信息進行設置時，先給video_picture 數據結構對象中所要修改的變量進行重新賦值，然后通過 ioctl 函數的VIDIOCGPICT來進行設置。通過調用 ioctl VIDIOCGPICT可設置所采集圖像的屬性。