第27卷第2期荆楚理工学院学报2012年2月Vol．27No．2JournalofJingchuUniversiTyofTechnologyFeb．2012基于S3C2440的楼宇安防数字视频采集系统的设计骆舒萍(黎明职业大学实验实训部，福建泉州362000)［摘要］以三星公司的嵌入式微处理器S3C2440A为硬件核心，采用数字化网络传输，通过SCCB传输协议实现与CMOS图像传感器OV9650的接口设计，构建了高度集成的嵌入式数字视频数据的采集和播放平台。［关键词］S3C2440;OV9650;SCCB;数字视频［中图分类号］TN911．7［文献标识码］A［文章编号］1008－4657(2012)02－0027－060引言近年来伴随着嵌入式技术、网络通信技术和多媒体技术的快速发展，各行各业信息化智能化程度的不断深入，嵌入式远程监控系统在各个领域广泛的应用前景，视频采集技术也获得了极大的发展并得到了广泛的应用，例如楼宇安防系统、工业监控系统等。本文提出了一种基于S3C2440A平台构建数字视频采集系统的设计，实现了视频信号的数字化网络传输，给出了系统硬件电路的设计，分析了系统的功能及软件实现的设计思路，该设计具有体积小、功耗低、应用灵活、集成度高等特点。1硬件电路的设计及实现1．1数字视频采集系统硬件设计平台本系统主要采用模块化的设计方式，主要由ARM9核心模块、视频采集模块、外设控制模块、存储器、网络模块等部分组成。ARM9核心模块负责控制各功能模块工作，其他模块都通过总线与其通信。系统硬件平台设计框图如图1所示。1．2主要功能模块1．2．1微处理器S3C2440A微处理器S3C2440A是一款高性能、低功耗、体积小、支持多种嵌入式操作系统的CPU。它是整个系统的控制核心，负责采集数据、数据计算、指令处理、图像分析处理等任务。S3C2440A提供了丰富的外围接口，自带标准的摄像头接口控制单元，简称CAMIF，无需接口转换电路，便可以和摄像头直接连接使用。而且该摄像头控制单元将进行视频采集的相关配置，包括视频采集的操作、视频输出的方式以及定义目标窗口大小和比例分割尺度等［1］。1．2．2OV9650摄像头模块OV9650摄像头芯片是一款低压的CMOS图像传感器。它采用彩色CMOSSXGA技术，将一个全功能的单芯片SXGA(1280*1024)摄像头和图像处理器封装成一个很小的区域。该芯片像素达到130万像素，数据输出格式有YcbCr4:2:2、YUV4:2:2、8biTBayerdaTa、RGB565、RGB555、CCIR656。OV9650［收稿日期］2011－11－30［作者简介］骆舒萍(1981－)，女，福建泉州人，黎明职业大学实验师，硕士。研究方向:电子与通信技术。27图1数字视频采集系统硬件平台设计框图具有图像编辑能力，在SXGA辨别下，完全由用户控制图像质量、格式及输出数据传送，处理速度高达每秒15帧。所有必需的图像处理功能(包括暴光控制、gamma校正、白电平平衡、彩色饱和度、色调控制、白像素对消、消除噪声等)都可以通过SCCB总线编程控制。1．2．3外设控制模块外设控制模块包含JTAG接口、USB主/从口、LCD与触摸屏、电源与复位电路等。JTAG接口主要用于加载BooTloader程序和系统硬件调试;USB接口可外接移动硬盘、U盘和鼠标等，扩展存储空间;LCD与触摸屏起到人机交互的作用;电源电路为微处理器相关外设提供电压(如5V、3．3V、1．3V);复位电路用于系统出现异常时重启。1．2．4SCCB传输协议SCCB是OmniVision公司定制的一种串行摄像头控制总线(SerialCameraConTrolBus)，目前大多数OV公司的CMOS图像传感器都采用SCCB作为控制总线。它是一种3线串行总线，由SCCB_E、SIO_C、SIO_D组成，通过它用户可以很方便地对芯片进行编程操作以实现对摄像头输出图像的处理。在简化芯片引脚，SCCB可以在2线串行模式下，芯片封装缩减为2根线，SIO_C和SIO_D，相当于简化的I2C协议。1．3数字视频采集电路的原理图及工作原理1．3．1数字视频采集接口设计原理图图2所示为S3C2440与OV9650视频采集接口设计框图，原理图见图3。图2S3C2440与OV9650视频采集接口设计框图28如图2所示，S3C2440A摄像头接口主要包含一个输出主时钟信号CAMCLKOUT，三个来自摄像头的输入同步时钟信号即像素同步CAMPCLK、帧同步时钟CAMVSYNC和行同步时钟CAMHREF，一个输出复位信号CAMRESET以及8位