ARM在数字化远程视频监控系统的应用
发布时间:2008/5/28 0:00:00 访问次数:345
随着信息技术的发展,数字化越来越多的代替了传统的模拟系统,数字化使得远程视频监控系统不需要专门架设线路,应用现有通讯线路就可以实现低成本的信息传递,与传统的模拟监控系统相比,它的组网成本大大降低、系统体积重量大大减小、运行维护更容易。所使用的通信线路有很多种,如:以太网、isdn、xdsl、公共电话网、无线电话网等,根据线路的带宽不同,远程视频监控系统的图像质量也有很大不同。
本文针对低设备成本、低运行成本和超远距离的视频监控系统应用提出了解决方案,使用arm嵌入式处理器和linux操作系统构建嵌入式系统,开发出可实际应用的远程视频监控系统,适用于低分辨率、低成本、长距离的监控应用。
它的特点有:
?构建了arm嵌入式处理器开发平台,具有嵌入式系统的低成本开发流程;
?前端使用便宜的一体化高集成数字化视频采集模块,简化了系统前端的设计,大大降低了前端成本;
?编写简单的嵌入式操作系统程序,动态加载应用程序,加快其执行速度;
?信号处理使用由高速、高性能的arm处理器构建的嵌入式系统,通过软件来实现图像压缩。
arm视频监控系统平台
本课题要求建立低成本的图像数据采集、实时压缩与远程传送系统,而且要求容易进行实验室环境下的开发与调试;另外考虑到以后的扩展要求,还需要具备内存管理单元(mmu)与音频接口。
cirrus logic公司的ep7312正适合要求。它是基于arm720t内核的嵌入式微处理器,运行于74mhz时其性能与100mhz的intel pentium芯片基本相当,且功耗很低,在74mhz工作频率下,功耗90mw,具有mmu、音频接口及lcd控制器。
图1是视频监控应用系统的开发平台。arm的系统扩展槽和设备扩展槽,用于为arm系统添加如以太网接口、海量数据存储接口和pcmcia等接口或者用于与其他功能开发板,为arm系统扩展了cmos图像获取功能和vga显示功能。其中,vga接口是通过电阻网络实现320×240×12bits,即4096色彩色显示。与sram访问相关的寄存器有:sram控制寄存器、读地址低16位、读地址高16位、读出数据寄存器、写地址低16位、写地址高16位、写入数据寄存器;与cmos图像采集有关的寄存器有cmos采集控制寄存器、cmos采集状态寄存器;与vga显示有关的是vga显示控制寄存器。
arm控制cmos图像采集,然后arm从图像缓冲sram中读取图像数据到arm内部的lcd显示存储区,显示到lcd屏上。这也就打通了整个数据前向通道,arm获取了图像后就可以进一步做压缩处理和传输。
arm程序开发
arm视频监控系统配备512kb的flash rom,用于程序存储器,所以应用程序与原始数据的总和必须小于512kb。以下是arm程序开发流程:
软件的编写与调试
针对应用编写所需的各种程序,使用ads(arm developer suite)建立工程文件,把编写好的汇编程序*.s文件、c语言程序 *.c文件、*.h文件加入到工程中。然后对编译参数进行相应设置,编译工程文件,编译通过后生成可执行二进制代码。使用adw调试已编译工程,软件调试只能调试arm指令,无法仿真外围设备;调试通过后,准备下载可执行二进制代码,进行硬件测试。
程序下载的实现
通过bootloader程序来实现对flash程序存储器的编程,bootloader程序是自己编写的基于内启动方式下的小程序。
(1)首先让ep7312以内启动方式运行,pc通过串口1(9600bps)接收到“〈”标志,
(2)然后pc从串口发送2kb的bootloader程序到ep7312。
(3)这时bootloader程序开始运行,pc通过串口1(115200bps)发送“0x79”与ep7312再次建立连接,随后pc发送“0xff 0xfa”命令,ep7312返回“len:”,pc再发送四字节的要下载的文件长度数据。接着pc继续发送整个要下载的程序,发送完成后将接收到“ok!”,然后编程结束后将接收到“done”表明下载编程操作成功完成。
(4)此时重新以外启动方式启动ep7312就可以运行刚下载的程序。
以上是以工程方式来进行arm应用程序开发的基本流程,在实际使用过程中如果应用到新器件还需要一个硬件调试阶段,在硬件调试通过以后才可以进一步开发应用程序。
有关硬件调试的软件方法
在没有硬件开发工具的情况下,可以通过串口来进行硬件的调试,ep7312与外围硬件的连接基本上有三种方式:直接总线连接、与ep7312的片内外设专用引脚连接、连接ep7312的通用i/o引脚。
以总线方式连接的外设可以通过总线读写来访问;专用外设可以通过内部专门的控制寄存器来访问;经通用i/o扩展的外设则可以通过对内部通用i/o设置寄存器的控制来访问。由于内部专用寄存器都对应固定的总线地址,所以这三种方式都可以通过arm的总线操作对指定地址的访问来实现调试。
图1 arm视频监控开发平台
随着信息技术的发展,数字化越来越多的代替了传统的模拟系统,数字化使得远程视频监控系统不需要专门架设线路,应用现有通讯线路就可以实现低成本的信息传递,与传统的模拟监控系统相比,它的组网成本大大降低、系统体积重量大大减小、运行维护更容易。所使用的通信线路有很多种,如:以太网、isdn、xdsl、公共电话网、无线电话网等,根据线路的带宽不同,远程视频监控系统的图像质量也有很大不同。
本文针对低设备成本、低运行成本和超远距离的视频监控系统应用提出了解决方案,使用arm嵌入式处理器和linux操作系统构建嵌入式系统,开发出可实际应用的远程视频监控系统,适用于低分辨率、低成本、长距离的监控应用。
它的特点有:
?构建了arm嵌入式处理器开发平台,具有嵌入式系统的低成本开发流程;
?前端使用便宜的一体化高集成数字化视频采集模块,简化了系统前端的设计,大大降低了前端成本;
?编写简单的嵌入式操作系统程序,动态加载应用程序,加快其执行速度;
?信号处理使用由高速、高性能的arm处理器构建的嵌入式系统,通过软件来实现图像压缩。
arm视频监控系统平台
本课题要求建立低成本的图像数据采集、实时压缩与远程传送系统,而且要求容易进行实验室环境下的开发与调试;另外考虑到以后的扩展要求,还需要具备内存管理单元(mmu)与音频接口。
cirrus logic公司的ep7312正适合要求。它是基于arm720t内核的嵌入式微处理器,运行于74mhz时其性能与100mhz的intel pentium芯片基本相当,且功耗很低,在74mhz工作频率下,功耗90mw,具有mmu、音频接口及lcd控制器。
图1是视频监控应用系统的开发平台。arm的系统扩展槽和设备扩展槽,用于为arm系统添加如以太网接口、海量数据存储接口和pcmcia等接口或者用于与其他功能开发板,为arm系统扩展了cmos图像获取功能和vga显示功能。其中,vga接口是通过电阻网络实现320×240×12bits,即4096色彩色显示。与sram访问相关的寄存器有:sram控制寄存器、读地址低16位、读地址高16位、读出数据寄存器、写地址低16位、写地址高16位、写入数据寄存器;与cmos图像采集有关的寄存器有cmos采集控制寄存器、cmos采集状态寄存器;与vga显示有关的是vga显示控制寄存器。
arm控制cmos图像采集,然后arm从图像缓冲sram中读取图像数据到arm内部的lcd显示存储区,显示到lcd屏上。这也就打通了整个数据前向通道,arm获取了图像后就可以进一步做压缩处理和传输。
arm程序开发
arm视频监控系统配备512kb的flash rom,用于程序存储器,所以应用程序与原始数据的总和必须小于512kb。以下是arm程序开发流程:
软件的编写与调试
针对应用编写所需的各种程序,使用ads(arm developer suite)建立工程文件,把编写好的汇编程序*.s文件、c语言程序 *.c文件、*.h文件加入到工程中。然后对编译参数进行相应设置,编译工程文件,编译通过后生成可执行二进制代码。使用adw调试已编译工程,软件调试只能调试arm指令,无法仿真外围设备;调试通过后,准备下载可执行二进制代码,进行硬件测试。
程序下载的实现
通过bootloader程序来实现对flash程序存储器的编程,bootloader程序是自己编写的基于内启动方式下的小程序。
(1)首先让ep7312以内启动方式运行,pc通过串口1(9600bps)接收到“〈”标志,
(2)然后pc从串口发送2kb的bootloader程序到ep7312。
(3)这时bootloader程序开始运行,pc通过串口1(115200bps)发送“0x79”与ep7312再次建立连接,随后pc发送“0xff 0xfa”命令,ep7312返回“len:”,pc再发送四字节的要下载的文件长度数据。接着pc继续发送整个要下载的程序,发送完成后将接收到“ok!”,然后编程结束后将接收到“done”表明下载编程操作成功完成。
(4)此时重新以外启动方式启动ep7312就可以运行刚下载的程序。
以上是以工程方式来进行arm应用程序开发的基本流程,在实际使用过程中如果应用到新器件还需要一个硬件调试阶段,在硬件调试通过以后才可以进一步开发应用程序。
有关硬件调试的软件方法
在没有硬件开发工具的情况下,可以通过串口来进行硬件的调试,ep7312与外围硬件的连接基本上有三种方式:直接总线连接、与ep7312的片内外设专用引脚连接、连接ep7312的通用i/o引脚。
以总线方式连接的外设可以通过总线读写来访问;专用外设可以通过内部专门的控制寄存器来访问;经通用i/o扩展的外设则可以通过对内部通用i/o设置寄存器的控制来访问。由于内部专用寄存器都对应固定的总线地址,所以这三种方式都可以通过arm的总线操作对指定地址的访问来实现调试。
图1 arm视频监控开发平台
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