基于Video4Linux的攝像頭驅(qū)動設(shè)計
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V4L支持兩種方式捕獲圖像：mmap(卻嬗成浞絞?和read(直接讀取方式)，本系統(tǒng)采用mmap。需預(yù)先設(shè)置好圖像的大小和深度，接著使用 VIDIOCGMBUF命令，它會返回用于mmap的緩存(buffer)的大小以及每幀緩存的偏移地址(offset)。驅(qū)動程序里的映射函數(shù)為 static intbf536_v411_mmap(Struct file*filp，structvm_area_struct*vma)；抓幀完成后，在應(yīng)用程序里通過內(nèi)存映射，讀取圖像數(shù)據(jù)。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/166878.htm
2 硬件平臺
本系統(tǒng)采用CMOS模擬傳感器，經(jīng)TI公司的TVP5150A視頻解碼芯片把模擬信號轉(zhuǎn)成 ITU-R BT．656視頻信號，再送給ADI公司的Blackfin536 DSP處理器進行圖像處理，如圖1所示。TVP5150向DSP提供采樣時鐘信號CLK(27MHz)，8根數(shù)據(jù)線傳輸內(nèi)嵌同步控制碼流的ITU-R BT．656格式的數(shù)據(jù)，DSP通過I2C接口對視頻解碼器進行配置。視頻數(shù)據(jù)由DMA搬運到SDRAM。
3 驅(qū)動程序設(shè)計
3．1 驅(qū)動程序核心結(jié)構(gòu)體的介紹
本系統(tǒng)的軟件平臺是嵌入式uclinux，因此，攝像頭作為一個設(shè)備驅(qū)動加載到uclinux內(nèi)核中。一般而言，每個設(shè)備驅(qū)動都會有它的核心結(jié)構(gòu)體，攝像頭驅(qū)動的核心結(jié)構(gòu)體設(shè)計如下：struct camera device
該結(jié)構(gòu)體儲存了幾乎全部與攝像頭視頻圖像相關(guān)的信息。其中的結(jié)構(gòu)體videoDev和videoV4l1是與V4L相關(guān)聯(lián)的，ppiDev是與ADSP- BF537處理器硬件配置相關(guān)的，而frame[CAMERA_NUMFRAMES]則與采集時當前視頻幀數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。此外，camera_device 該核心結(jié)構(gòu)體還定義了表示奇偶場的成員變量frame_field，表示當前幀的抓取狀態(tài)的成員變量grabbing等。
3．2 硬件配置
本系統(tǒng)在開發(fā)過程中，最主要的難點在于硬件的配置，正確配置TVP5150、PPI、DMA需要搞清楚整個攝像頭的工作原理，以及各種圖像格式的基本知識。本文主要給出PPI和DMA的幾個關(guān)鍵配置選項。
3．2．1 PPI配置
TVP5150A視頻解碼芯片把模擬信號轉(zhuǎn)換成ITu-RBT．656視頻信號，ITU-R BT．656是4：2：2并行接口的數(shù)字演播室標準。對于PAL制系統(tǒng)(NTSC系統(tǒng)類似)，一幀圖像包括兩場視頻數(shù)據(jù)(奇偶場)，每一場圖像由四部分構(gòu)成：有效視頻數(shù)據(jù)，水平消隱，垂直消隱以及控制字。而PPI接口在ITU-656輸入模式下可以支持3種數(shù)據(jù)傳輸，若選擇有效視頻數(shù)據(jù)，則可以實現(xiàn)PPI 與TVP5150A解碼器的無縫連接。且傳輸?shù)挠行б曨l數(shù)據(jù)就是UYVY422格式，所以配置PPI控制寄存器為ITu-656輸入、傳輸有效視頻數(shù)據(jù)。 PPI傳輸?shù)挠行б曨l數(shù)據(jù)每場都由288行組成，每行有1440個取樣字，其中720個亮度Y取樣字，360個藍色色差Cb，360個紅色色差Cr，按 Cb、Y、Cr、Y的次序排列。而UYVY422格式數(shù)據(jù)是：每個像素點都取亮度值，而藍色色差和紅色色差是每兩個像素點才各取一個，兩者交替取，所以圖像像素是720×576。這樣可以確定ppi frame=576(整幅圖像的行數(shù))。而ppi count不用配置，因為在ITU-R BT．656視頻信號中有H和V信號。
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