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1、嵌入式课程设计报告样本 嵌入式课程设计报告 一、课程设计目的 1.1 掌握linux开发环境的搭建; 1.2巩固嵌入式交叉编译的开发思想; 1.3掌握嵌入式GUI软件设计技。,. 二、课程设计要求 输入信号为1 路A V 视频信号,要求系统能对1 路输入信号进行实时采集,数字化处理,压缩,存储,要保证一定的录像质量. 根据设计题目的要求,选择确定ARM 芯片型号,视频采集芯片型号,完成系统硬件设计和程序设计. 三、课程设计内容 设计原理ARM10 系列微处理器为低功耗的32 位RISC 处理器,最适合用于对价位和功耗要求较高的消费类应用. ARM10 系列微处理器的主要应用领域为:工业控制,I
2、nternet 设备,调制解调器设备,移动电话等多种多媒体和嵌入式应用. 视频监控系统总体设计首先需要对系统进行总体规划,将系统划分成几个功能模块,确定各个模块的实现方法.整个视频监控 系统采用C/S 结构,从主体上分为两部分:服务器端和客户端.服务器端主要包括S3C4510 平台上运行的采集,压缩,传输程序,客户端是PC 机上运行的接收,解压,回放程序.视频监控终端从摄像头捕获实时的视频信息,压缩之后经过以太网传输到视频监控服务器上. 视频图像采集和打包发送在服务器端完成,图像的接收解包和回放将在客户端完成. 采集图像数据压缩打包发送接收 系统的硬件设计系统采用模块化设计方案,主要包括以下几
3、个模块:主控制器模块,储存电路模块, 外围接口电路模块,电源和复位电路, S3C4510 主控器模块 主控器模块是整个系统的核心,采用的S3C4510B 处理器.Samsung 公司的S3C45 10B 是基于以太网应用系统的高性价比16/32 位RISC 微控制器,内含一个由ARM 公司设计的16/32 位ARM7TDMI RISC 处理器核,ARM7TDMI 为低功耗,高性能的16/32 核, 系统存储电路模块 主控器还需一些外围存储单元如Nand Flash,和SDRAM.Nand Flash 中包含Lin ux 的Bootloader,系统内核,文件系统,应用程序以及环境变量和系统配置
4、文件等;S DRAM 读写速度快,系统运行时把它作为内存单元使用. 外围电路模块 外围电路主要是以下几个电路,复位电路图,电源电路图以及JTAG 电路, 三、课程设计设备及工具 硬件: UP-NETARM2410-S嵌入式实验仪、PC机、ov511摄像头; 软件: PC机操作系统REDHAT LINUX 9.0、MINICOM、AMR-LINUX开发环境。 四、设计方案 本次课程设计采用arm10开发平台。该平台采用Samsung公司的处理器S3C2410。该处理器内部集成了ARM公司ARM920T处理器核的32位微控制器, 资源丰富, 带独立的16KB的指令Cache 和16KB数据Cach
5、e、LCD控制器、RAM控制器、NAND 闪存控制器、3路UART、4路DMA、4路带PWM的Timer、并行I/O口、8路10位ADC、Touch Screen接口、I2C接口、I2S接口、2个USB接口控制器、2路SPI, 主频最高可达203MHz。在处理器丰富资源的基础上, 还进行了相关的配置和扩展, 平台配置了16MB 16位的Flash和64MB 32位的SDRAM。经过以太网控制器芯片DM9000E扩展了一个网口, 另外引出了一个HOST USB接口。经过在USB接口上外接一个带USB口的摄像头, 将采集到的视频图像数据放入输入缓冲区中。然后, 对缓冲区中的视频数据进 行压缩成帧,
6、 并把每一帧图片在网页中显示出来, 每秒钟刷新两次, 得到一个动态的视频界面, 然后经过局域网访问该主机的网页, 得到网络视频信息。本次课程设计主要是完成得到视频图片及网页刷新的过程。 本次设计要求在局域网环境中进行。 五、开发环境配置 5.1 摄像头驱动加载 在Linux下, 设备驱动程序能够看成Linux内核与外部设备之间的接口。设备驱动程序向应用程序屏蔽了硬件实现了的细节, 使得应用程序能够像操作普通文件一样来操作外部设备, 能够使用和操作文件中相同的、标准的系统调用接口函数来完成对硬件设备的打开、关闭、读写和I/O控制操作, 而驱动程序的主要任务也就是要实现这些系统调用函数。本系统平台
7、使用的嵌入式arm-Linux系统在内核主要功能上与Linux操作系统没本质区别。 Video4Linux(简V4L)是Linux中关于视频设备的内核驱动, 它为针对视频设备的应用程序编程提供一系列接口函数, 这些视频设备包括现今市场上流行的TV卡、视频捕捉卡和USB摄像头等。 ov511的驱动, 2.4的内核中就有, 因此我们只需重新编译内核, 将下边的选项都选上, 然后重新烧写内核就能够了。也就是直接静态加载。 ( 1) 在arm linux的kernel目录下make menuconfig。 ( 2) 首先(*)选择Multimedia device-下的Video for linux。
8、加载 video4linux模块, 为视频采集设备提供编程接口; ( 3) 然后在usb support-目录下(*)选择support for usb和usb camera ov511 support。这使得在内核中加入了对采用OV511接口芯片的USB数字摄像头的驱动支持。 ( 4) 保存配置退出。 ( 5) make dep; make zImage就生成了带有ov511 驱动的内核。 接下来就经过uboot将内核烧到flash里去。这时你将摄像头插上, 系统就会提示发现摄像头-ov511+, 这说明驱动正常。:-), 驱动加载就成功了。 5.2 安装jpeg库 在地址ftp:/ /gr
9、aphics/jpeg/jpegsrc.v6b.tar.gz中下载jpeg库的压缩包。 # tar -zxvf jpegsrc.v6b.tar.gz /解压库文件 # cd jpeg-6b # ./configure -prefix=/usr/local/jpeg6-enable-shared /生成MAKEFILE文件 # make /编译安装文件 #mkdir /usr/local/jpeg6 #mkdir /usr/local/jpeg6/include #mkdir /usr/local/jpeg #mkdir /usr/local/jpeg/lib #mkdir /usr/local
10、/jpeg/bin #mkdir /usr/local/jpeg/man #mkdir /usr/local/jpeg/man/man1 /建立生成安装文件的目录 #make install -lib /生成安装文件 #make install /开始安装文件 六、设计过程 6.1 硬件设计 系统的主体设计思想是将视频前端和嵌入式Web服务器整合在一起, 摄像头经过USB接口和嵌入式系统板的USB HOST相连, 摄像头采集来的视频信号经过压缩后, 经过内部总线传送到内置 的Web服务器, 客户端采用浏览器/服务器结构( 即B/S结构) , 能够经过IE浏览器访问视频Web服务器, 以便查看所监控的视频画面, 而且, 用户还能够控制平台对镜头的动作或对系统进行配置控制。 网络视频采集系统是由视频监控终端和视频监控中心组成, 终端使用嵌入式系统加上USB摄像头, 在Linux操作系统上运行USB摄像头的驱动和相应的视频采集处理传输程序, 得到视频监控画面, 并画面经过网络传输, 监控中心运行监控软件端, 经过Internet浏览器来浏览终端送来的监控画面, 其硬件连接图如下所示: