PC主机视频采编dvi视频采集卡平台的构建.docVIP

　　关键词：VxWorks;dvi视频采集卡;视频 　　在信息技术高速发展的今天，嵌入式操作系统越来越受到了人们的重视，它被广泛地应用于科学研究、工程设计、军事技术、消费电子等领域.入式操作系统一般运行于资源不足的特定硬件环境中，因此，要求其必须具备小巧、速度快和响应可预测性等特点. 1 VxWorks是一款强实时性嵌入式操作系统.它具有多任务调度的方式，极小的内核(最小小于8KB)，可以管理多个外设，并且可根据应用程序的不同要求对操作系统进行合理的裁剪，最大程度地简化代码，优化程序，便于开和使用，能适用于多种CPU和硬件平台因此，于VxWorks的嵌入式实时操作系统的应用研究得到广泛关注.PCI04包括两个标准分别为PCI04和PC+，前者对应PC、PC/AT，后者与PCI相兼容.广泛的应用与工业控制领域，其硬件模块具有小体积、低功耗、抗震动能力强等特点.因此，构建一个将嵌入式实时操作系统VxWorks与PCI04相结合频采集平台，将具有广泛的适用性.lPCI04dvi视频采集卡平台的硬件结构平台由两部分组成，分别为PCI04主机和视频采集模块.视频采集模块包括：由视频转换芯片SAA7111AHZ构成的A/D转换电路，DC供路，SDRAM存储电路，FPGA配置电路，以及P主板接口部分的电压转换电路构成. 　　　DVI的主要目的是让显示卡的画面讯号透过数字的方式传送到电脑屏幕。因为以前的CRT屏幕所使用的是模拟讯号，所以传统的D-sub 15pin的电脑屏幕接头走的是模拟讯号(复合信号)， 将显示卡内的数字画面讯号转换成模拟讯号送到电脑屏幕去。数字界面保证了全部内容采用数字格式传输，保证了主机到显示器的传输过程中资料的完整性(无干扰信号引入)，可以得到更清晰的影像。 现有一些可编程视频输入处理芯片，通过I2C总线接口协议实现的，解决了设计数字控制电路时所遇到的许多接口问题，大大降低了视频输入处理部分的设计难度。因此，它被广泛应用于视频桌面系统、图像多媒体、数字电视、图像处理、视频电话和音频等领域。 　　一般的视频采集与显示方案均需要使用2个DMA通道和2片SDRAM做缓存，近年来，高清视席卷视频市场，传统的模拟摄像机也在寻找新的出路提升图像质量，采用非压缩方案的高清模拟摄像机成为首选。一般来说，非压缩方案的硬件平台有DSP或ASIC或FPGA。它们各有优缺点，FPGA是现场可编程门阵列，兼顾了实时性与灵活性，而且还可以内嵌CPU，因此适合用来做高清视频图像处理。 　　可编程视频输入处理芯片作为视频的输入处理部分，用来实现模拟输入视频信号的数字化。系统上电时，FPGA首先从外部配置芯片中读取配置数据，进入工作模式状态。可编程视频输入处理芯片初始化结束后，FPGA等待采集图像的命令，FPGA收到采集命令后，视频信号将进入视频解码器，可编程视频输入处理芯片进行A/D转换，以将模拟信息变成标准的数字图像信息。转换成数字图像数据，然后通过FPGA内部的BURST传输写到SDRAM，在SDRAM内部开辟数据空间作为图像数据缓存用于数据采集和显示，数据可以不间断地采集和显示，通过SDRAM缓存乒乓操作。FPGA输出的视频数据经过编码器编码后形成串行码流，然后经过同轴电缆线传输到具有相应接口的显示器显示。 　　视频采集模块的总体控制在FPGA内部完成，通过IIC总线配置实现SAA7111AHZ的采集控制，同时配置上电后SDRAM的写入地址，以及上电后对SDRAM的初始化，PCI04总线接口的时序也在FPGA的内部现.由于FPGA(本文选择EPlC6Q240c8的驱动电平为3.3V，而PCI04主机电平为5V，所以用电压转换芯片(本文选择SN74ALVCl62V完成双向数据线以及PCI04读写控制信号3.3到5 V的转换.当FPGA完成一次采集控制后，向嵌入式PCI04主机发送中断信号，由PCI04主完成数据的读取. 　　2dvi视频采集卡平台系统软件的组成VxWorks环境下PCI04dvi视频采集卡平台系件主要有两个部分，分别为PCI04主机的BSP部分和视频采集模块的驱动程序部分. 　　驱动程序与BSP在VxWorks系统中的层次BSP(boardsupportpackage)板载支持包个位于硬件和上层软件代码之间特殊层，为上层软件提供了各类接口，使得上层应用软件成为一个与硬件无关的层次。4VxWorks下视频采集模块的驱视频采集模块通过PCI04总线接口与PCI0主机相连，主板CPU对视频采集模块访问通常有两种方式，分别为内存映射方式和I/O口访问.在VxWorks下设备通常分为字符型设备跟块设备，视频采集模块按分类属于字符型设备.字符设备驱动程序主要主要由7个函数完成驱动程序与系统的衔接，分别为：xxDrv()：驱动序安装函数;xxD