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基于Intel Xscale和嵌入式Linux的視頻模塊設計
作者：
時(shí)間：2012-04-06
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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1 引言
隨著(zhù)計算機進(jìn)入后PC時(shí)代、多媒體技術(shù)和無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的發(fā)展，融合通信、計算和多媒體功能的各類(lèi)多媒體終端（如PDA）應用正在成為開(kāi)發(fā)應用的新亮點(diǎn)，視頻則是這類(lèi)應用中不可缺少的重要組成部分。多媒體終端，作為嵌入式系統，大多數應用場(chǎng)合是對速度、功耗、體積有嚴格要求的車(chē)載、移動(dòng)通信、手持式設備等，那么如何設計一個(gè)體積小、實(shí)時(shí)處理能力強、功耗低、可移植性強的視頻模塊以滿(mǎn)足嵌入式系統設計對速度、功耗和空間的要求和應用開(kāi)發(fā)的需求就成為一個(gè)很有意義的課題。
基于XScale 技術(shù)的新型處理器PXA255 是英特爾公司推出的為無(wú)線(xiàn)通信設備帶來(lái)更高性能和更低能耗的微處理器產(chǎn)品，為多媒體手機、掌上電腦、車(chē)載信息通訊系統及其它無(wú)線(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品提供了強大動(dòng)力。本文介紹了基于PXA255 處理器和嵌入式Linux 操作系統的無(wú)線(xiàn)多媒體移動(dòng)終端的視頻模塊的設計與開(kāi)發(fā)，該視頻模塊具有實(shí)時(shí)采集、壓縮、解壓、顯示、拍攝和存儲圖像等功能，經(jīng)過(guò)壓縮的視頻信號還可以通過(guò) Internet 進(jìn)行傳輸。由于采用了模塊化設計，該視頻模塊還可以很。容易的移植到別的多媒體終端應用中。
2 硬件設計
硬件設計時(shí)，視頻模塊的主體部分采用外置形式，與終端平臺的接口采用目前廣泛采用的USB 接口，視頻模塊的硬件原理框圖如圖1 所示。采用這樣的硬件結構，是基于以下的考慮。①較高的傳輸速度，尤其是USB 總線(xiàn)對實(shí)時(shí)傳輸的良好支持可以滿(mǎn)足圖像實(shí)時(shí)性的要求。②“即插即用”操作，終端平臺可以對攝像頭進(jìn)行自動(dòng)檢測和配置，節省了系統功耗。③攝像頭采用外置形式，節約了系統的硬件空間，現成USB總線(xiàn)的固件或芯片包含低級并行/串行轉換、誤差校驗和數據流控制算法等功能，可以簡(jiǎn)化系統設計工作。④基于USB總線(xiàn)的可擴展性，可方便的進(jìn)行系統功能擴展，符合嵌入式系統接口串行、高速的發(fā)展方向。⑤可移植性，采用了模塊化設計和USB 總線(xiàn)進(jìn)行傳輸，可以很容易的移植到帶有USB 接口的別的嵌入式系統中。
由于數字攝像頭所采集到的圖像數據是沒(méi)有經(jīng)過(guò)壓縮處理的，數據量非常大，不符合USB 總線(xiàn)實(shí)時(shí)傳輸的要求。因此在經(jīng)過(guò)USB總線(xiàn)傳輸以前必須使用視頻壓縮芯片對采集到的視頻數據進(jìn)行壓縮，該類(lèi)芯片的特點(diǎn)是將某一標準的壓縮算法固化在其中, 具有開(kāi)發(fā)成本低、開(kāi)發(fā)周期短、運算速度快等優(yōu)點(diǎn)，符合圖像傳輸實(shí)時(shí)性的要求。經(jīng)過(guò)對各種專(zhuān)用視頻壓縮芯片的選擇，采用了OmniVision公司推出的 OV518高性能攝像機到USB 接口芯片，該芯片降低了產(chǎn)品的成本，極大地簡(jiǎn)化了單片CMOS圖像傳感器和USB的接口，可以很容易地構成基于USB的視頻子系統。
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