基于AT91RM9200的嵌入式網(wǎng)絡(luò)攝像機的設(shè)計與實現(xiàn)

圖3 壓縮編碼電路
TVP5150的AI模擬輸入口與模擬攝像頭輸出端連接，向視頻處理芯片傳送模擬視頻信號。模擬信號經(jīng)過采樣處理之后通過YOUT0～YOUT7引腳送到MPG440，采樣數(shù)據(jù)在PCLK的上升沿有效，MPG440的VIDEO_CLK在收到PCLK的上升沿時獲得YOUT的信號。TVP5150分場同步脈沖和行同步脈沖，分別對應(yīng)其輸出端VSYNC、HSYNC。MPG440正是根據(jù)與之相連的VSYNC和HSYNC信號線來實現(xiàn)圖像的場同步和行同步操作。MPG440的視頻輸入數(shù)據(jù)線DATA_TV0～DATA_TV7與TVP5150的YOUT0～YOUT7相連。MPG440在接收數(shù)據(jù)的同時，將其得到的數(shù)據(jù)流傳送給MPEG-4壓縮編碼單元，編碼后的MPEG-4數(shù)據(jù)流暫存到SDRAM(2)中。MPG440片內(nèi)PDMA控制器根據(jù)配置寄存器的設(shè)置準(zhǔn)確發(fā)起對SDRAM(2)訪問，同時將得到的數(shù)據(jù)流輸送往HPI(主機總線接口,Host Peripherial Interface），以等待AT91RM9200通過DMA通道將數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)。
　 MPG440通過HPI與AT91RM9200通信，AT91RM9200將MPG440的寄存器、存儲空間等資源作為其本身內(nèi)存尋址訪問。MPG440由AT91RM9200選通線NCS4來選通，其在AT91RM9200尋址空間中的地址段為0X50000000到0X5FFFFFFF。通過對MPG440一系列寄存器的設(shè)置，可以訪問MPG440系統(tǒng)存儲空間。MPG440中斷信號RSC_INT0從通用I/O引腳的PB29輸入，當(dāng)緩沖器填滿時，RSC_INT0引腳置低提示AT91RM9200通過DMA通道提取MPEG-4數(shù)據(jù)流。編碼后視頻數(shù)據(jù)讀取過程和MPG440與主機通信過程由AT91RM9200讀信號CFRD和寫信號CFWE控制。
3.3網(wǎng)絡(luò)模塊
網(wǎng)絡(luò)模塊硬件設(shè)計原理如圖4所示。

圖4 網(wǎng)絡(luò)模塊電路
AT91RM9200的在片以太網(wǎng)卡端口和網(wǎng)絡(luò)物理層芯片DM9161E的MII接口通信。發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先置發(fā)送使能信號ETXEN有效。數(shù)據(jù)發(fā)送端ETX0～ETX1與DM9161的ETXO～ETX1引腳對應(yīng)連接，作為數(shù)據(jù)發(fā)送通道，以DM9161E的時鐘信號REF_CLK發(fā)送數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)接收端ERX 0～ERX1與DM9161E的RXDO～RXD1引腳對應(yīng)連接，作為數(shù)據(jù)接收通道。管理時鐘信號EMDC和管理數(shù)據(jù)輸入輸出信號EMDIO用來芯片控制參數(shù)的寫入和讀取。DM9161E的MDINTR端用來產(chǎn)生中斷信號。
片內(nèi)以太網(wǎng)卡通過DMA通道進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送，不影響AT91RM9200的正常運行。首先正確設(shè)置傳送控制寄存器和傳送地址寄存器的傳送數(shù)據(jù)塊字節(jié)數(shù)、數(shù)據(jù)塊存儲首地址等參數(shù)，隨后依次從指定數(shù)據(jù)存儲區(qū)地址讀取1024b數(shù)據(jù)，送入內(nèi)部發(fā)送緩沖器中，由MAC對數(shù)據(jù)進(jìn)行封裝發(fā)送，同時記錄已傳送字節(jié)數(shù)，直到數(shù)據(jù)塊發(fā)送完畢。當(dāng)發(fā)送完一組數(shù)據(jù)后，發(fā)出DMA中斷請求，由AT91RM9200進(jìn)行相應(yīng)的處理。整個網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)電路由AT91RM9200控制和調(diào)度。
4．軟件設(shè)計
嵌入式Linux系統(tǒng)主要由四個部分組成：引導(dǎo)內(nèi)核啟動的文件（bootloader）、Linux內(nèi)核文件（kernel）、虛擬磁盤文件（ramdisk）、用戶空間文件（user）。它們分別被放在DataFlash內(nèi)的四個分區(qū)模塊中。根據(jù)不同模塊的具體功能采用不同的文件系統(tǒng)：bootloader、kernel、ramdisk，移植完成后不需要動態(tài)改變，使用較節(jié)省空間的ROMFS只讀文件系統(tǒng)；user模塊內(nèi)放置一些可以動態(tài)更新的配置文件等，需要進(jìn)行較多的讀寫操作，所以使用支持動態(tài)擦寫保存的JFFS2文件系統(tǒng)[1]。
Linux移植技術(shù)已經(jīng)成熟，本文不作詳細(xì)的闡述。下文主要介紹MPEG-4壓縮編碼模塊和CGI模塊的程序設(shè)計。