專利名稱：基于arm的高速圖像采集傳輸平臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于圖像采集與傳輸技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于ARM的高速圖像采集傳輸平臺。
背景技術(shù)：
基于ARM的嵌入式系統(tǒng)由ARM、系統(tǒng)的外圍硬件設(shè)備(例如CMOS攝像頭)、嵌入式操作系統(tǒng)(例如嵌入式Linux)和系統(tǒng)應(yīng)用軟件等四部分組成，是一個以微處理器為核心的數(shù)字系統(tǒng)，涉及到硬件和軟件兩方面的技術(shù)。ARMll系列微處理器是ARM公司近年推出的新一代RISC處理器，它是ARM新指令架構(gòu)——ARMv6的第一代發(fā)明實現(xiàn)。ARMv6架構(gòu)是根據(jù)下一代的消費類電子、無線設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和汽車電子產(chǎn)品等需求而制定的。ARMll的媒體處理能力和低功耗特點，特別適用于無線和消費類電子產(chǎn)品；其高數(shù)據(jù)吞吐量和高性能的結(jié)合非常適合網(wǎng)絡(luò)處理應(yīng)用；現(xiàn)有的基于DSP的圖像采集方案沒有圖像的緩存，DSP的處理速度成為傳輸瓶頸。 而基于FPGA+SRAM的傳輸方案可完成圖像緩存，但需要USB控制器來完成數(shù)據(jù)傳輸，成本大大增加，對于USB驅(qū)動程序的開發(fā)大大延長了產(chǎn)品研發(fā)時間。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述背景技術(shù)中提到現(xiàn)有基于DSP的圖像采集方案沒有圖像緩存等不足，本發(fā)明提出了一種基于ARM的高速圖像采集傳輸平臺。本發(fā)明的技術(shù)方案是，基于ARM的高速圖像采集傳輸平臺，其特征是該平臺包括電源、攝像頭、CIF接口、DDR內(nèi)存、FLASH存儲器、微處理器ARM、JTAC接口、調(diào)試串口、USB 接口和電腦；所述電源分別與DDR內(nèi)存、FLASH存儲器、微處理器ARM和USB接口連接；攝像頭和CIF接口連接；USB接口和電腦連接；微處理器ARM分別與CIF接口、DDR內(nèi)存、FLASH存儲器、JTAC接口、調(diào)試串口和USB接口連接；所述CIF接口用于連接攝像頭和微處理器ARM ；所述微處理器ARM用于數(shù)據(jù)處理；所述JTAC接口用于接仿真器。所述攝像頭為美光的MT9P111，分辨率為2592*1944。所述CIF接口支持的最大分辨率為4096*4096。所述DDR內(nèi)存由兩片16位的U8M Byte mobile DDR組成。所述FLASH存儲器為容量為IG的MLC型NandFlash K9G8G08。所述微處理器ARM為三星公司的S3C6410的ARMl 1。所述平臺運行Linux 2. 6操作系統(tǒng)。本發(fā)明可實現(xiàn)高分辨率CMOS圖像的采集和傳輸，有較大的圖像處理緩存，圖像處理速度快；本發(fā)明可在低成本的情況下完成高分辨率CMOS圖像的采集和傳輸，通過USB的 CDC協(xié)議將USB設(shè)備轉(zhuǎn)換成網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來進行數(shù)據(jù)傳輸，大大縮短研發(fā)時間。


圖1為高速圖像采集傳輸系統(tǒng)硬件框圖；圖2為高速圖像采集傳輸系統(tǒng)框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖，對優(yōu)選實施例作詳細說明。應(yīng)該強調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的，而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應(yīng)用?；贏RM (Advanced RISC Machines)的高速圖像采集傳輸平臺的核心由集成高速 USB client 2. 0接口和高分辨率CMOS攝像頭采集接口的ARM處理器構(gòu)成。ARM處理器通過自身IIC總線控制高分辨率的CMOS攝像頭輸出圖像，通過Camera Interface(CIF)接口采集圖像并進行緩存。軟件上運行Linux 2. 6操作系統(tǒng)，實現(xiàn)USB通訊設(shè)備類(⑶C)協(xié)議的機制，在⑶C的以太網(wǎng)控制模型(ECM)基礎(chǔ)上實現(xiàn)USB虛擬以太網(wǎng)接口。基于ARM的高速圖像采集傳輸系統(tǒng)平臺通過虛擬網(wǎng)絡(luò)傳輸將采集的高分辨率圖像傳輸?shù)絇C機，實現(xiàn)圖像采集傳輸功能。1.本系統(tǒng)ARM處理器選擇Sumsung公司的ARMll處理器S3C6410，它集成的Camera Interface(CIF)接口支持的最大分辨率為4096*4096，內(nèi)存由兩片16位的U8M Byte mobile DDR 組成、Flash 存儲器選用 IG Byte 的 MLC 型 NandFlash K9G8G08。CMOS 攝像頭的傳感器采用的是美光的MT9P111，分辨率為2592*1944，全像素輸出最大幀率可到15幀每秒。系統(tǒng)框圖如圖1所示，RS232為調(diào)試串口，電源是單向連接，JTAG是調(diào)試接口，接仿真器的，DDR內(nèi)存，ARMll和Flash是系統(tǒng)的核心部分。2.采集高分辨率CMOS攝像頭的圖像數(shù)據(jù)，并在自身的RAM區(qū)緩存幾幀數(shù)據(jù)，通過 ARM平臺上的USB從接口與PC機連接。3.在ARM平臺上運行Linux 2. 6操作系統(tǒng)，在S3C6410 ARMll平臺上移植高版本的Linux內(nèi)核及攝像頭驅(qū)動程序，實現(xiàn)USB通訊設(shè)備類(⑶C)協(xié)議的機制，在⑶C的以太網(wǎng)控制模型(ECM)基礎(chǔ)上實現(xiàn)USB虛擬以太網(wǎng)接口。PC機端安裝Linux內(nèi)核自帶的linux. inf驅(qū)動后可將ARM平臺識別成網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，采用網(wǎng)絡(luò)編程與ARM平臺進行圖像傳輸。說明硬件中的ARM平臺框圖如圖1所示，軟件部分由bootloader、攝像頭驅(qū)動、 文件系統(tǒng)、應(yīng)用程序構(gòu)成，其中，bootloader完成對DDR的初始化，嵌入式Linux系統(tǒng)的引導(dǎo)，攝像頭驅(qū)動完成的是對CMOS攝像頭的初始化及圖像采集，應(yīng)用程序完成的是對圖像的傳輸。以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式
，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此， 任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換， 都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護范圍為準。
權(quán)利要求
1.基于ARM的高速圖像采集傳輸平臺，其特征是該平臺包括電源、攝像頭、CIF接口、 DDR內(nèi)存、FLASH存儲器、微處理器ARM、JTAC接口、調(diào)試串口、USB接口和電腦；所述電源分別與DDR內(nèi)存、FLASH存儲器、微處理器ARM和USB接口連接；攝像頭和CIF 接口連接；USB接口和電腦連接；微處理器ARM分別與CIF接口、DDR內(nèi)存、FLASH存儲器、 JTAC接口、調(diào)試串口和USB接口連接；所述CIF接口用于連接攝像頭和微處理器ARM ；所述微處理器ARM用于數(shù)據(jù)處理；所述JTAC接口用于接仿真器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM的高速圖像采集傳輸平臺，其特征是所述攝像頭為美光的MT9P111，分辨率為2592*1944。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM的高速圖像采集傳輸平臺，其特征是所述CIF接口支持的最大分辨率為4096*4096。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM的高速圖像采集傳輸平臺，其特征是所述DDR內(nèi)存由兩片16位的U8M Byte mobile DDR組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM的高速圖像采集傳輸平臺，其特征是所述FLASH存儲器為容量為IG的MLC型Nand Flash K9G8G08。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM的高速圖像采集傳輸平臺，其特征是所述微處理器 ARM為三星公司的S3C6410的ARMll。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于ARM的高速圖像采集傳輸平臺，其特征是所述平臺運行 Linux 2. 6操作系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了圖像采集與傳輸技術(shù)領(lǐng)域中的一種基于ARM的高速圖像采集傳輸平臺。該平臺包括電源、攝像頭、CIF接口、DDR內(nèi)存、FLASH存儲器、微處理器ARM、JTAC接口、調(diào)試串口、USB接口和電腦。本發(fā)明實現(xiàn)了在低成本的情況下實現(xiàn)了高分辨率CMOS圖像的采集和傳輸。
文檔編號H04N5/225GK102497538SQ20111041679
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月14日
發(fā)明者付曉玲, 曾凡鋒, 王景中, 童立靖, 肖珂, 魯遠耀 申請人:北方工業(yè)大學(xué)