在嵌入式领域,ARM9 系列微处理器在高性能和低功耗方面提供了较好的性能,因此选用 ARM9 嵌入式处理器 S3C2440 设计并实现了一个远程图像监控系统。通过该系统可以远在千里之外控制摄像机进行图像采集并回传;如果摄像机带有 RS485 接口的云台,还可以通过互联网远程控制摄像机的取景角度、镜头拉伸、聚焦等功能。除获取图像数据外,系统还提供了多路开关控制和数据采集功能,可以连接温度、湿度等各类传感器,并控制红外夜视灯等其他外部设备的开关状态;最后,通过 GPRS 或 CDMA 无线通信模块及 Internet 互联网将数据传至任何地方。
图像采样接口电路
S3C2440 的摄像头接口支持 ITU-R BT.601/656 YCbCr 8 比特标准的图像数据输入,最大可采样 4096×4096 像素的图像。摄像头接口可以有两种模式与 DMA 控制器进行数据传输:一种是 P 端口模式,把从摄像头接口采样到的图像数据转为 RGB 数据,并在 DMA 控制下传输到 SDRAM;另一种是 C 端口模式,把图像数据按照 YCbCr 4:2:0 或 4:2:2 的格式传输到 SDRAM。上述两种工作模式都允许设置一个剪辑窗口,只有进入这个窗口的图像数据才能够传输到 SDRAM。
S3C2440 的摄像机接口接收 ITU 标准的图像数据,不能直接接收 CCD 摄像机输出的模拟视频信号,因此还需要 1 片 SAA7113 视频解码芯片。SAA7113 可以输入 4 路模拟视频信号,通过内部寄存器的不同配置可以对 4 路输入进行转换,输入可以为 4 路 CVBS 或 2 路 S 视频(Y/C)信号,输出 8 位“VPO”总线,为标准的 ITU656、YUV 4:2:2 格式。对 SAA7113 的初始化需要通过 I²C 总线进行,而 S3C2440 内部集成的 I²C 控制器正好可以实现这个过程。S3C2440 的摄像机接口与 SAA7113 的连接原理如图 3 所示。

SAA7113 的 CE 引脚与 S3C2440 的一个 GPIO 引脚相连,这样可以控制 SAA7113 的工作状态:当无须采集图像时,将该 GPIO 口输出低电平,使 SAA7113 芯片处于低功耗状态,节省电能消耗。对照图 2 和图 3 可以看出,SAA7113 芯片就是图 2 的“外部图像传感器”,它向嵌入式系统的摄像机接口提供采样到的标准 ITU 视频数据;这些数据经 DMA 的 P 端口或 C 端口控制传输到内存,这样就可以在内存中对图像数据作进一步的加工处理。