S3C2440驱动程序设计 - 基于嵌入式Linux的视频采集编码系统实现（2） 摄像头驱动, 程序设计, 编译器, 嵌入式, 传感器

yuyang911220

Linux 系统通过URB实现USB 传输。为提高有效数据的传输速度可扩大 URB的缓冲来降低每个USB 事务中握手信息所占比例。每次 USB 传输都需要在操作系统中进行URB的建立、发出、回收和数据整理等阶段。可建立两个URB，当等待一个 URB被回收时，也就是图像正在被传感器采集时同时处理、初始化另一个 URB，并在回收后立刻将其发出。两个URB交替使用，大大提高了系统处理的时间效率。        　　在编译器部分将 Linux 下的摄像头驱动程序中Makefile 文件中相关行修改为CC=/opt/host/armv4l/bin/armv4l-unknown-gcc-linux，修改 Config.in 文件，这样在配置内核的时候才可以看见驱动程序的名称。同时对下列与处理器相关的部分进行修改，即可实现对S3C2440 的USB 驱动的移植。
        　　（1）PCI 接口处理
        　　由于S3C2440 的USB 主机控制器不包含 PCI 接口，因此需要删除 usb-ochi.c中与PCI接口相关的代码。
        　　（2）寄存器地址设置
        　　在usb-ochi.c中，使S3C2440 的USB 主机控制器寄存器的起始地址（0x49000000） 初始化ochi->regs。
        　　（3）主机控制器中断设置
        　　在usb-ochi.c中，使S3C2440 的USB 主机控制器寄存器的中断向量初始化 ochi->irq 。
        　　（4）根HUB端口数目设置
        　　在usb-ochi.c 中，定义根HUB的下行端口数目为 2（#define MAX_ROOT_PORTS
        　　2），MAX_ ROOT_PORTS 的默认值为150。
        　　（5）修改 Makefile和Config.in 文件
        　　修改完成后执行 make命令，即可生成所需要的带有.o 后缀的驱动文件。
        　　驱动程序设计完成并编译成功后，使用动态加载的方法添加到内核中。首先在宿主机上交叉编译好驱动模块，然后通过串口下载到开发板上，再使用 insmod 命令将驱动挂载，摄像头驱动便可成功添加，通过 lsmod 命令可以查看当前驭动添加的情况。
        　　4 视频采集
        　　系统软件基于VFL 开发，基本流程原理如图3。其中最关键的步骤就是视频数据的采集，一般有两种实现方法，一是直接读取，二是内存映射的方法。

       

        　　1） 定义数据结构
        　　程序中需要定义一些数据结构，如：video_capability ，包含摄像头的基本信息；video_picture，包含设备采集图像的各种属性；video_mmap，用于内存映射；video_mbuf ，利用mmap 进行映射的帧信息，实际上是输入到摄像头存储器缓冲中的帧信息；video_Window，包括设备采集窗口的各种参数。
        　　Linux 系统中把设备看成设备文件，在用户空间可以通过标准的 I/O 系统调用函数操作设备文件，从而达到与设备通信交互的目的。用 ioctl 函数来控制1/O 通道。
        　　2） 采集程序实现过程
        　　1. 打开视频设备
        　　在linux中视频设备对应的设备文件为/dev/video0 ，采用open 函数来打开视频设备。
        　　2. 获取设备信息和视频信息并进行设置
        　　开启设备文件后，通过调用 camera_get_capability（） 和camera_get_picture（） 函数来实现对设备信息以及图像信息的获取。这两个函数均通过调用ioctl（） 函数来取得设备和图像的相关信息，并将取得的信息放到 video_capability 结构里。若需对图像信息进行设置时，先给video_picture 数据结构对象中所要修改的变量进行重新赋值，然后通过 ioctl 函数的VIDIOCGPICT来进行设置。通过调用 ioctl VIDIOCGPICT可设置所采集图像的属性。