浅谈AT91RM9200的嵌入式网络摄像机的设计与实现

C、PAL、SECAM等3种制式，其输出的数据色彩格式可以为8bit 4：2：2数字信号或者8bit同步ITU-R BT.656数字信号。MPG440芯片具有符合工业标准的16b/32b的双向主机接口，分别用来与视频采集芯片和微控制器芯片通信。同时，具有移动侦测、防伪水英动态调整IP画格比率、动态调整图像质量等特性，支持D1、VGA、CIF、QVGA、QCI等五种分辨率模式。微压缩编码模块的硬件设计原理如图3所示。

图3压缩编码电路

TVP5150的AI模拟输入口与模拟摄像头输出端连接，向视频处理芯片传送模拟视频信号。模拟信号经过采样处理之后通过YOUT0~YOUT7引脚送到MPG440，采样数据在PCLK的上升沿有效，MPG440的VIDEO_CLK在收到PCLK的上升沿时获得YOUT的信号。TVP5150分场同步脉冲和行同步脉冲，分别对应其输出端VSYNC、HSYNC.MPG440正是根据与之相连的VSYNC和HSYNC信号线来实现图像的场同步和行同步操作。MPG440的视频输入数据线DATA_TV0~DATA_TV7与TVP5150的YOUT0~YOUT7相连。MPG440在接收数据的同时，将其得到的数据流传送给MPEG-4压缩编码单元，编码后的MPEG-4数据流暂存到SDRAM(2)中。MPG440片内PDMA控制器根据配置寄存器的设置准确发起对SDRAM(2)访问，同时将得到的数据流输送往HPI(主机总线接口，Host Peripherial Interface)，以等待AT91RM9200通过DMA通道将数据发送到网络。

MPG440通过HPI与AT91RM9200通信，AT91RM9200将MPG440的寄存器、存储空间等资源作为其本身内存寻址访问。MPG440由AT91RM9200选通线NCS4来选通，其在AT91RM9200寻址空间中的地址段为0X50000000到0X5FFFFFFF.通过对MPG440一系列寄存器的设置，可以访问MPG440系统存储空间。MPG440中断信号RSC_INT0从通用I/O引脚的PB29输入，当缓冲器填满时，RSC_INT0引脚置低提示AT91RM9200通过DMA通道提取MPEG-4数据流。编码后视频数据读取过程和MPG440与主机通信过程由AT91RM9200读信号CFRD和写信号CFWE控制。

3.3网络模块

网络模块硬件设计原理如图4所示。

图4网络模块电路

AT91RM9200的在片以太网卡端口和网络物理层芯片DM9161E的MII接口通信。发送数据时，首先置发送使能信号ETXEN有效。数据发送端ETX0~ETX1与DM9161的ETXO~ETX1引脚对应连接，作为数据发送通道，以DM9161E的时钟信号REF_CLK发送数据。数据接收端ERX 0~ERX1与DM9161E的RXDO~RXD1引脚对应连接，作为数据接收通道。管理时钟信号EMDC和管理数据输入输出信号EMDIO用来芯片控制参数的写入和读取。DM9161E的MDINTR端用来产生中断信号。

片内以太网卡通过DMA通道进行数据的发送，不影响AT91RM9200的正常运行。首先正确设置传送控制寄存器和传送地址寄存器的传送数据块字节数、数据块存储首地址等参数，随后依次从指定数据存储区地址读取1024b数据，送入内部发送缓冲器中，由MAC对数据进行封装发送，同时记录已传送字节数，直到数据块发送完毕。当发送完一组数据后，发出DMA中断请求，由AT91RM9200进行相应的处理。整个网络子系统电路由AT91RM9200控制和调度。

4.软件设计

嵌入式Linux系统主要由四个部分组成引导内核启动的文件(bootloader)、Linux内核文件(kernel)、虚拟磁盘文件(ramdisk)、用户空间文件(user)。它们分别被放在DataFlash内的四个分区模块中。根据不同模块的具体功能采用不同的文件系统：bootloader、kernel、ramdisk，移植完成后不需要动态改变，使用较节省空间的ROMFS只读文件系统;user模块内放置一些可以动态更新的配置文件等，需要进行较多的读写操作，所以使用支持动态擦写保存的JFFS2文件系统。inux做嵌入式的优势，首先，Linux是开放源代码的，不存在黑箱技术，遍布全球的众多Linux爱好者又是Linux开发者的强大技术支持;其次，Linux的内核小、效率高，内核的更新速度很快，linux是可以定制的，其系统内核最小只有约134KB.第三，Linux是免费的OS，在价格上极具竞争力。Linux还有着嵌入式操作系统所需要的很多特色，突出的就是Linux适应于多种CPU和多种硬件平台，是一个跨平台的系统。到目前为止，它可以支持二三十种CPU.而且性能稳定，裁剪性很好，开发和使用都很容易。

Linux移植技术已经成熟，本文不作详细的阐述。下文主要介绍MPEG-4压缩编码模块和CGI模块的程序设计。

4.1 MPEG-4压缩编码模块程序设计

该模块主要完成MPG440和TI5150相关寄存器的配置，并保证MPEG-4码流的正常输出。当嵌入式Linux系统启动后，首先配置MPG440的相关寄存器，其初始化完成后，通过I2C总线对TVP5150进行初始化配置。当系统开始压缩编码时，MPEG-4码流接收存储程序由MPEG-440的数据流缓冲器