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基于Video4Linux的摄像头驱动设计
来源:本站整理  作者:佚名  2009-09-15 09:55:39




    V4L支持两种方式捕获图像:mmap(却嬗成浞绞?和read(直接读取方式),本系统采用mmap。需预先设置好图像的大小和深度,接着使用 VIDIOCGMBUF命令,它会返回用于mmap的缓存(buffer)的大小以及每帧缓存的偏移地址(offset)。驱动程序里的映射函数为 static intbf536_v411_mmap(Struct file*filp,structvm_area_struct*vma);抓帧完成后,在应用程序里通过内存映射,读取图像数据。

2 硬件平台
    本系统采用CMOS模拟传感器,经TI公司的TVP5150A视频解码芯片把模拟信号转成 ITU-R BT.656视频信号,再送给ADI公司的Blackfin536 DSP处理器进行图像处理,如图1所示。TVP5150向DSP提供采样时钟信号CLK(27MHz),8根数据线传输内嵌同步控制码流的ITU-R BT.656格式的数据,DSP通过I2C接口对视频解码器进行配置。视频数据由DMA搬运到SDRAM。

3 驱动程序设计
3.1 驱动程序核心结构体的介绍
    本系统的软件平台是嵌入式uclinux,因此,摄像头作为一个设备驱动加载到uclinux内核中。一般而言,每个设备驱动都会有它的核心结构体,摄像头驱动的核心结构体设计如下:struct camera device

  
    该结构体储存了几乎全部与摄像头视频图像相关的信息。其中的结构体videoDev和videoV4l1是与V4L相关联的,ppiDev是与ADSP- BF537处理器硬件配置相关的,而frame[CAMERA_NUMFRAMES]则与采集时当前视频帧数据相关联。此外,camera_device 该核心结构体还定义了表示奇偶场的成员变量frame_field,表示当前帧的抓取状态的成员变量grabbing等。
3.2 硬件配置
    本系统在开发过程中,最主要的难点在于硬件的配置,正确配置TVP5150、PPI、DMA需要搞清楚整个摄像头的工作原理,以及各种图像格式的基本知识。本文主要给出PPI和DMA的几个关键配置选项。
3.2.1 PPI配置
    TVP5150A视频解码芯片把模拟信号转换成ITu-RBT.656视频信号,ITU-R BT.656是4:2:2并行接口的数字演播室标准。对于PAL制系统(NTSC系统类似),一帧图像包括两场视频数据(奇偶场),每一场图像由四部分构成:有效视频数据,水平消隐,垂直消隐以及控制字。而PPI接口在ITU-656输入模式下可以支持3种数据传输,若选择有效视频数据,则可以实现PPI 与TVP5150A解码器的无缝连接。且传输的有效视频数据就是UYVY422格式,所以配置PPI控制寄存器为ITu-656输入、传输有效视频数据。 PPI传输的有效视频数据每场都由288行组成,每行有1440个取样字,其中720个亮度Y取样字,360个蓝色色差Cb,360个红色色差Cr,按 Cb、Y、Cr、Y的次序排列。而UYVY422格式数据是:每个像素点都取亮度值,而蓝色色差和红色色差是每两个像素点才各取一个,两者交替取,所以图像像素是720×576。这样可以确定ppi frame=576(整幅图像的行数)。而ppi count不用配置,因为在ITU-R BT.656视频信号中有H和V信号。

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