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(多图) 基于MPEG-4视频标准数字视频录像机的设计与实现

2009年07月15日 ?? 收藏0

?  AT2042与CPU的通信机制如图6所示,CPU对AT2042的控制和访问主要通过AT2042的2个寄存器(status register和command register)和4个FIFO(Tx FIFO,Rx FIFO,Multiplex FIFO和De-Multiplex FIFO)完成。

AT2042与CPU的通信机制

  2 数字视频录像机的软件实现

  数字视频录像机系统的软件设计包括:Bootload代码的编写、Linux操作系统的内核生成和Linux下驱动程序和应用程序的开发、文件系统的生成和配置以及用户应用程序4大块。

  数字视频录像机软件开发的整体架构如图7所示。

数字视频录像机软件开发的整体架构

  2.1 系统启动Bootloader程序设计编写

  Bootloader是系统启动时执行的第一个程序,其主要完成对硬件系统的初始化。具体包括:S3C2410的初始化、TVP5150功能配置、 SAA7121功能配置、加载AT2042固件、以太网及串口初始化。由于在开机时要显示开机画面,故除在Bootloader中初始化相应硬件资源外,还应将开机画面的图片数据,传送到AT2042SDRAM中。Bootloader整体流程图如图8所示。

  显示开机画面,其主要通过AT2042的JPEG解码功能来实现。首先配置AT2042的JPEG解码功能,将要显示图像先以头文件的形式添加到程序中,当需要显示时再将图像数据发送给AT2042。

  2.2 Linux系统的配置及设备驱动程序的编写

  本系统使用的是Linux2.4.18内核,在内核配置中需增加以下几个内容:由于本系统中要实现对视频编码数据的存储,故要添加内核配置中USB support选项中的USB Mass storage support;在调试时需要通过以太网来烧些程序,故内核配置时需添加LAN91C111网卡驱动,方法为在NetWork device support选项下选择SMC91111 support,同时内核要支持各种文件系统,需在File system选项下进行相应配置。

  系设备驱动程序主要完成以下的功能:

  AT2042设备驱动子模块系统调用是操作系统内核和上层应用程序之间的接口,AT2042设备驱动子模块是操作系统内核和AT2042硬件设备之间的接口。操作系统内核向AT2042设备驱动子模块提供内核API和其他的内核支持。AT2042设备驱动子模块为上层应用程序屏蔽了AT2042硬件的细节,这样在应用程序看来,AT2042硬件设备只是一个设备文件,应用程序可以像操作普通文件一样对AT2042硬件设备进行操作。AT2042设备驱动子模块作为系统内核的一部分,主要完成对AT2042的初始化、编解码数据的读写、以及编解码功能参数的设置。包含的功能函数主要有模块入口函数、设备操作函数集合和中断服务程序等。

  2.3 数字视频录像机应用软件的设计与实现

  (1)界面显示与菜单功能的设计与实现。界面和菜单的显示是通过AT2042的OSD(on Screen Display)功能来实现的,AT2042共有3个显示层面,分别为底层是背景层、中间是回放层,顶层是OSD层。

  OSD层支持16色的调色板。由于AT2042自身没有相应的ROM存储OSD所要显示的图片及文字数据,故在利用OSD功能来显示图片或文字时,首先要将需显示的图片或文字数据加载到AT2042的SDRAM中,然后调用显示功能将图片或文字显示在OSD层上。

  这个功能的实现过程中主要调用以下2个函数:

  void at2042_load_font(uns8 * font_data,uns32font_data_size)该函数的主要功能是把要显示的数据加载到AT2042的SDRAM中,同时设置显示位置,即垂直、水平像素点的位置。

  void osd_on_off(uns8 temp)该函数的功能是打开或关闭OSD模式。

  (2)MPEG-4视频编码实现。该功能主要利用AT2042来实现。首先,配置相应的编码寄存器,例如编码模式、编码像素点、编码帧率及设置编码流格式(PES,PS,TS)等。本系统中采用MPEG-4模式、720X576、每秒25帧及生成PES流来对视频数据进行编码。

  AT2042视频编码的流程如图9所示。

  实现这一功能主要通过对以下几个函数的调用:

  void set_encoder_parameter(uns16 hsize,uns16vsize,uns8 rate,uns8 mode)该函数用来设置编码参数;

  void video_encoder_start(uns8 mode)该函数用来启动AT2042的编码功能;

  void video_encoder_stop(uns8 mode)该函数用来关闭AT2042的编码功能;


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MPEG-4? 视频? 录像机?

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