ARM在數(shù)字化遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)(05-100)

　　ARM控制CMOS圖像采集，然后ARM從圖像緩沖SRAM中讀取圖像數(shù)據(jù)到ARM內(nèi)部的LCD顯示存儲(chǔ)區(qū)，顯示到LCD屏上。這也就打通了整個(gè)數(shù)據(jù)前向通道，ARM獲取了圖像后就可以進(jìn)一步做壓縮處理和傳輸。

　　ARM程序開(kāi)發(fā)

　　ARM視頻監(jiān)控系統(tǒng)配備512KB的FLASHROM，用于程序存儲(chǔ)器，所以應(yīng)用程序與原始數(shù)據(jù)的總和必須小于512KB。以下是ARM程序開(kāi)發(fā)流程：

　　軟件的編寫(xiě)與調(diào)試

　　針對(duì)應(yīng)用編寫(xiě)所需的各種程序，使用ADS(ARMDeveloperSuite)建立工程文件，把編寫(xiě)好的匯編程序*.s文件、C語(yǔ)言程序*.c文件、*.h文件加入到工程中。然后對(duì)編譯參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置，編譯工程文件，編譯通過(guò)后生成可執(zhí)行二進(jìn)制代碼。使用ADW調(diào)試已編譯工程，軟件調(diào)試只能調(diào)試ARM指令，無(wú)法仿真外圍設(shè)備;調(diào)試通過(guò)后，準(zhǔn)備下載可執(zhí)行二進(jìn)制代碼，進(jìn)行硬件測(cè)試。

　　程序下載的實(shí)現(xiàn)

　　通過(guò)bootloader程序來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)FLASH程序存儲(chǔ)器的編程，bootloader程序是自己編寫(xiě)的基于內(nèi)啟動(dòng)方式下的小程序。

　　(1)首先讓EP7312以內(nèi)啟動(dòng)方式運(yùn)行，PC通過(guò)串口1(9600bps)接收到"<"標(biāo)志，

　　(2)然后PC從串口發(fā)送2KB的bootloader程序到EP7312。

　　(3)這時(shí)bootloader程序開(kāi)始運(yùn)行，PC通過(guò)串口1(115200bps)發(fā)送"0x79"與EP7312再次建立連接，隨后PC發(fā)送"0xFF0xFA"命令，EP7312返回"Len:"，PC再發(fā)送四字節(jié)的要下載的文件長(zhǎng)度數(shù)據(jù)。接著PC繼續(xù)發(fā)送整個(gè)要下載的程序，發(fā)送完成后將接收到"Ok!"，然后編程結(jié)束后將接收到"Done!"表明下載編程操作成功完成。

　　(4)此時(shí)重新以外啟動(dòng)方式啟動(dòng)EP7312就可以運(yùn)行剛下載的程序。

　　以上是以工程方式來(lái)進(jìn)行ARM應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)的基本流程，在實(shí)際使用過(guò)程中如果應(yīng)用到新器件還需要一個(gè)硬件調(diào)試階段，在硬件調(diào)試通過(guò)以后才可以進(jìn)一步開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序。

　　有關(guān)硬件調(diào)試的軟件方法

　　在沒(méi)有硬件開(kāi)發(fā)工具的情況下，可以通過(guò)串口來(lái)進(jìn)行硬件的調(diào)試，EP7312與外圍硬件的連接基本上有三種方式：直接總線連接、與EP7312的片內(nèi)外設(shè)專用引腳連接、連接EP7312的通用I/O引腳。

　　以總線方式連接的外設(shè)可以通過(guò)總線讀寫(xiě)來(lái)訪問(wèn);專用外設(shè)可以通過(guò)內(nèi)部專門(mén)的控制寄存器來(lái)訪問(wèn);經(jīng)通用I/O擴(kuò)展的外設(shè)則可以通過(guò)對(duì)內(nèi)部通用I/O設(shè)置寄存器的控制來(lái)訪問(wèn)。由于內(nèi)部專用寄存器都對(duì)應(yīng)固定的總線地址，所以這三種方式都可以通過(guò)ARM的總線操作對(duì)指定地址的訪問(wèn)來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)試。

　　軟件設(shè)計(jì)

　　在ARM處理器硬件復(fù)位以后，需要運(yùn)行匯編啟動(dòng)代碼完成系統(tǒng)初始化，主要包括：中斷向量設(shè)置、各種處理器模式下的堆棧設(shè)置、系統(tǒng)寄存器設(shè)置、SDRAM、LCD等外圍部件的設(shè)置。以下是其部分程序代碼：

　　ldrr1,=DRAMControlvalue;設(shè)置SDRAM參數(shù)

　　ldrr12,=rSDCONF;rSDCONF= 0x8000.2300

　　strr1,[r12]

　　ldrr12,=rSYSCON2

　　strr0,[r12];rSYSCON2= 0x8000.1100

　　ldrr1,=DRAMConfigvalue;設(shè)置SDRAM刷新速度

　　ldrr12,=rSDRFPR

　　strr1,[r12];rSDRFPR= 0x8000.2340

　　;------------------------------------------------

　　ldrr1,=0x06;設(shè)置系統(tǒng)時(shí)鐘為74MHz

　　ldrr12,=rSYSCON3

　　strr1,[r12];rSYSCON3= 0x8000.2200

　　;-----------------------------------------------

　　MemConfig1valueEQU0x0202023c;nCS0 = NOR FLASH, 8-bit, 0 wait states

　　MemConfig2valueEQU0x0000023f;nCS4 = for FPGA, 16-bit, 0 wait states

　　ldrr1,=MemConfig1value;配置存儲(chǔ)器位寬格式與等待狀態(tài)

　　ldrr12,=rMEMCFG1

　　strr1,[r12];MEMCFG1= 0x8000.0180

　　ldrr1,=MemConfig2value

　　ldrr12,=rMEMCFG2

　　strr1,[r12];MEMCFG2= 0x8000.01c0

　　;-----------------------------------------------

　　ldrsp,=SVCStack;設(shè)置堆棧

　　圖2是ARM主程序流程圖。ARM處理器從獲取圖像信息，執(zhí)行壓縮程序，壓縮后的文件通過(guò)公共電話線路傳遞到監(jiān)控主機(jī)端。由于系統(tǒng)采用相同的圖像分辨率和常量表，所以文件頭都相同，為了減少傳輸數(shù)據(jù)量，不傳送文件頭，文件頭在監(jiān)控主機(jī)端由軟件自動(dòng)添加。

 

　　圖2 ARM主程序流程圖

　　本系統(tǒng)還使用調(diào)制解調(diào)器通過(guò)公共電話網(wǎng)來(lái)建立遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)連接，在遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控終端處的調(diào)制解調(diào)器處于待命狀態(tài)，它使用"ATS0=3&D0W&W1"命令設(shè)置為自動(dòng)應(yīng)答方式，在3次振鈴后自動(dòng)摘機(jī)，經(jīng)歷"數(shù)據(jù)風(fēng)暴"以后與主叫方建立連接。監(jiān)控中心的調(diào)制解調(diào)器由監(jiān)控軟件控制撥號(hào)建立連接或者掛斷連接。

　　數(shù)據(jù)聯(lián)接建立好ARM會(huì)接收到“CONNECT”字符串表明通訊線路連接成功，此時(shí)就可以像使用普通串口一樣使用調(diào)制解調(diào)器建立的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)連接。ARM接收到從監(jiān)控中心發(fā)來(lái)的采集命令后，依次完成圖像采集、壓縮處理，然后通過(guò)串口以ASC碼形式直接發(fā)送圖像數(shù)據(jù)到監(jiān)控中心，完成一次操作后等待下一個(gè)采集命令。

　　結(jié)語(yǔ)

　　本文是完全針對(duì)低設(shè)備成本、低運(yùn)行成本和超遠(yuǎn)距離的圖像監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用提出的解決方案，前端使用便宜的一體化高集成數(shù)字化視頻采集模塊，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)前端的設(shè)計(jì)，大大降低了前端成本;信號(hào)處理使用由高速、高性能的ARM處理器與FPGA芯片構(gòu)建的嵌入式系統(tǒng)，通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像壓縮;最后經(jīng)由公共電話網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)同城范圍內(nèi)的全數(shù)字化遠(yuǎn)程圖像監(jiān)控。在降低系統(tǒng)成本的同時(shí)，提高了系統(tǒng)的靈活性。