基于VxWorks的視頻采集系統(tǒng)的設計

　1 引言多媒體通信技術的發(fā)展為信息的獲取和傳輸提供了豐富的手段，視頻數(shù)據(jù)是其中不可缺少的重要組成部分，而視頻數(shù)據(jù)的獲取離不開視頻采集系統(tǒng)。   
目前，視頻采集系統(tǒng)的應用極為廣泛，許多產品和設施，例如遠程監(jiān)控、可視電話、會議電視等等，都需要采集視頻信息。而且，隨著PC機的普及，人們可以直接利用PC機進行視頻采集，采集到的視頻數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后保存在本地或者發(fā)送到遠方。由于視頻的采集、處理和傳輸都在一臺PC機上完成，因此可以大大降低系統(tǒng)的復雜度和價格。 

　　我們設計的視頻采集系統(tǒng)是基于Intel x86平臺和實時操作系統(tǒng)VxWorks，由視頻采集卡和驅動程序兩部分組成，如圖1所示。視頻采集卡完成視頻數(shù)據(jù)采集和格式轉換，驅動程序在系統(tǒng)啟動時對硬件進行初始化，在系統(tǒng)啟動之后實現(xiàn)硬件和應用軟件之間的數(shù)據(jù)交互?？紤]到視頻的數(shù)據(jù)量極大，視頻采集卡通過PCI高速總線與計算機相連。  

 

　　2 視頻采集卡的設計

　　為了將由攝像頭輸入的模擬視頻轉換為計算機能夠接受和處理的數(shù)字視頻，需要經(jīng)過模數(shù)轉換、同步提取、亮色分離等多個步驟。而為了將數(shù)字視頻傳送到PC機的內存中，還需要一定數(shù)量的FIFO、總線接口和相應的控制邏輯。這原本是一個比較復雜的過程，但是隨著半導體技術的發(fā)展，各半導體生產廠家通過不斷創(chuàng)新和改進，目前已經(jīng)能夠在單個芯片上實現(xiàn)所有這些功能。Conexant公司的Bt848就是這樣的一種芯片，圖2給出了其功能框圖。

 

　　對于在PCI總線上進行NTSC/PAL/SECAM視頻捕獲的應用來說，Bt848是一種完整的低價格解決方案。作為一種總線主控設備，Bt848不需要任何本地緩存來存儲視頻像素數(shù)據(jù)，這樣就極大地降低了硬件價格。Bt848能夠充分利用基于PCI總線的系統(tǒng)的高帶寬和固有的多媒體功能，并且能夠與其他多媒體設備實現(xiàn)互操作，這樣就能夠以模塊的方式在系統(tǒng)中添加視頻采集和疊加功能，而花費甚少。Bt848的使用與PCI系統(tǒng)總線的拓撲結構無關，可以用于各種系統(tǒng)總線的組織結構，既可以直接集成在主板上，也可以作成插卡插在PCI總線插槽內。

　　Bt848的主要特點是：與PCI 2.1規(guī)范全兼容，擁有輔助的GPIO數(shù)據(jù)端口和視頻數(shù)據(jù)端口，支持的圖像分辨率高達768