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达芬奇平台的嵌入式Linux图像采集与显示

祝夏雨;熊九龙;王志虎;王晓明

【摘要】在模式识别等领域,需要进行实时快速的图像处理.本文设计了基于达芬奇

系列芯片TMS320DM6446的硬件平台,介绍了建立Linux开发环境的方法,利用

Video4Linux和framebuffer实现了基于嵌入式Linux的USB摄像头图像采集与

显示,采集到的图像可以直接送给DSP内核,进行高速的图像处理.

【期刊名称】《单片机与嵌入式系统应用》

【年(卷),期】2014(014)001

【总页数】4页(P34-36,46)

【关键词】达芬奇;Linux;图像采集;DM6446;Video4Linux;framebuffer;USB摄像

头

【作者】祝夏雨;熊九龙;王志虎;王晓明

【作者单位】王晓明国防科技大学机电工程与自动化学院,长沙410073;王晓明国

防科技大学机电工程与自动化学院,长沙410073;王晓明国防科技大学机电工程与

自动化学院,长沙410073;王晓明国防科技大学机电工程与自动化学院,长沙

410073

【正文语种】中文

【中图分类】TP391.41

嵌入式图像采集系统具有体积小、成本低、稳定性高等优点，在远程可视电话、计

算机视觉、网络会议等领域应用广泛。然而，一些图像处理领域，如无人驾驶、模

式识别，对运算速度、运算量要求较高，传统的基于ARM芯片的嵌入式图像采集

系统往往无法满足这一要求。

TI公司的达芬奇技术集成了DSP内核和ARM内核，是典型的基于共享存储的嵌

入式多处理器环境[1]。它既具有ARM对外设强大的管理能力，又拥有DSP对数

据信号的高速处理能力，因而可以很好地满足图像处理对运算速度和运算量的要求。

Linux操作系统具有内核稳定、功能强大、支持多种硬件平台、源代码开放、可裁

剪和低成本等众多优点，使其在嵌入式领域备受青睐。

本文在基于达芬奇技术的嵌入式linux平台上，利用OV511为控制芯片的网眼

2000USB摄像头为采集模块，使用Video4Linux内核API接口函数以及

framebuffer编写相应的程序，实现了图像的采集与显示，为DSP内核后续的图

像处理奠定了基础。

本文使用的系统硬件平台采用TI公司的TMS320DM6446处理器(简称DM6446)，

它是一款双核嵌入式处理器，内部集成了ARM926EJS内核和C64x+DSP内核，

DSP的数据处理能力达到4752MIPS。该款芯片的ARM子系统是采用管道流水

线的32位RISC处理器，工作频率高达297MHz，带有独立的16KB的指令

Cache，8KB的数据Cache，16KBRAM，16KBROM[2]。其片上外设还包括

USB接口、10M/100M以太网卡、UART接口、SPI接口。在处理器丰富资源的

基础上，还进行了扩展，配置了128MB32位的SDRAM和128MB的FLASH。

另外，还配有分辨率为320×240的256色LCD。系统框图如图1所示。

2.1主机开发环境的建立

ARM的开发一般需要三个系统，即Windows系统、PC-Linux系统、ARM-

Linux系统。其各自的功能如图2所示。

三系统的搭建有两种方法：一种是三台分立的单系统机器组合，一种是一台双系统

PC机和一台单系统ARM开发板。本文采用后一种方式，一可以节约硬件资源，

二可以使开发流程、开发环境的搭建更加简单。

本系统PC机采用WindowsXP+VMware虚拟机+Linux的开发环境。其中

VMware采用的是6.0版本，Linux采用的是较为成熟的Redhat9，内核版本是

2.4.20。

2.2交叉编译环境的建立

在进入嵌入式开发之前，还需要