基于嵌入式硬件平台的划片机视觉系统设计

作：

(1)读取所有的配置寄存器值，包括PCIHID，PCIHSC，PCIHSSID等;

(2)检查BAR(Backup Address Register)的范围并一一分配空间;

(3)使能外部设备并激活总线。

以上配置都是在PCI图像采集模块的驱动中完成的，因为已经把驱动程序加载到了ARM Linux的内核中，所以系统启动之后，操作系统会自动配置PCI外部设备。

3 ARM Linux移植和设备驱动实现

3.1 Boot Loader的移植

Boot Loader是和硬件紧密连接的，系统是通过Boot Loader。来调用操作系统内核并最终运行操作系统。本系统采用了U-Boot(Universal Boot Loader)作为。Boot Loader，U-Boot相当于一个小型的Linux系统，其工作涉及到硬件系统的初始化、存储空间分配等，在设计过程中主要完成了以下工作，相关的程序编写根据U-Boot提供的例程来完成：

(1)修改Makefile配置文件，添加针对目标板的编译命令行;

(2)在CPU目录下建立arm940t目录，主要包括中断设置函数代码interrupts9c，系统入口函数start.S，CPU相关代码文件cpu.c以及串口初始化代码相关文件serial.c等;

(3)在Board目录下建立S3C2510目录，主要包括FLASH初始化代码flash.c，连接器文件u-boot.1ds，内存分配代码MEMSetup.S等;

(4)编写配置文件，即：include/configs/s3c25 l0.h，对寄存器的定义等系统配置，大部分工作是参考S3C25l0的数据手册来进行的;

(5)编写flash.c文件，根据使用的AMD的NOR Flash来编写Flash的驱动，包括flash芯片的型号，打印信息，容量大小，flash擦除函数等;

(6)修改SDRAM的大小，修改配置文件in-clude/configs/s3c25 10.h 中 的 #define PHYS _SDRAM_ SIZE值。其大小是根据实际应用中SDRAM的大小来确定;

(7)修改串口参数文件serial.C。主要是设置串口波特率，波特率计算公式为：RUBRdivO=((int)(MCLK/16./(gd_>baudrate)+0.5)-1);

(8)修改start.S文件，一个可执行的Image必须有一个入口点并且只能有一个唯一的全局入口，修改start.S中的.globl _start _start：使其放在Rom(flash)的0×0地址。编译U-Boot，通过Jtag口下载到目标板进行调试。

3.2 ARM Linux设备驱动编写

Linux的内核是由设备管理、进程管理、文件系统和内存管理一起组成，Linux设备驱动可以分为字符类设备，网络接口类设备，块类设备和其他非标准驱动。PCI设备被看作是字符型设备。每个PCI外设都由一个总线号、一个设备号和一个功能号来标示，共有3个访问空间，即I/O端口、内存空间和配置寄存器。PCI配置空间由256个字节组成，且每个设备功能都有一个配置空间，用于决定PCI器件的工作方式和映射到系统中的地址。

添加系统的PCI设备驱动主要步骤：

(1)创建1个PCI设备，命令：mknod pci_dev c247 0，其中c表示字符设备，247表示主设备号，0代表次设备号。

(2)初始化外部设备，将函数pci_ dev_ init()添加到ARMlinux/linux/drivers/chal/mem.c文件的chr _dev_ init()中，chr _dev _init()将在系统启动时被调用，会完成设备驱动的初始化工作：

(3)设备驱动文件pci__dev.c的编写。设备注册接口函数，中断处理函数等构成了PCI设备驱动主要代码。即file_operationgs根据S3C2510的PCI配置寄存器所给定的基址来读写数据。PCI定义的I/O空间是32位地址空间，内存和I/O可使用相同的配置接口。

(4)PCI设备的加载。ARMlinux不支持设备驱动的动态加载，因此需要把驱动编译到ARM Linux内核中，首先需修改makefile文件，添加下行：obj_$(CONFIG_ PCI_ DEV)+=pci _dev.o接着修改config.in， 添 加 ：boolpci _dev installCONFIGPCI DEV，添加这行的目的是为了在配置目标板Linux系统内核时以便对这个设备进行选择。最后在目标系统的makefile中添加设备节点：pci _dev，C，247，0这样在配置Linux内核时就可以选择pci_dev install，然后进行编译，这样PCI设备驱动就加载到了ARM Linux系统中。

4 主控单元图像采集编程

内核针对数码摄像头等视频设备提供V4L函数接口，V4L提供针对视频设备进行基本的I/O操作的接口函数如：open、read、write、close，中断处理，内存映射及I/O通道的控制ioctl等，并定义在struct file_operations数据结构体中。当应用程序对设备进行诸如open、read、Write、close等系统调用操作时，内核将通过file_operation结构访问驱动程序提供的函数接口.具体的采集程序如下：

PCI接口视频采集流程如图5所示。

V4L为视频采集图像提供两种方案①：read()直接读取，②：mmap()内存映射。read()通过内存缓冲区