ARM音视频采集与回放系统的设计(3)
2. 音视频采集与回放系统总体设计及研究平台
2.1 系统总体设计
图1 系统硬件框图
系统选用USB摄像头作为视频采集工具，首先必须加载V4L（Video for Linux）模块和USB摄像头驱动模块。所选用的万能USB摄像头基于ZC301芯片，该摄像头采用片内EG压缩技术；设备驱动后通过V4L接口对其操作，可以直接从摄像头读取EG格式的数据。
系统以话筒最为音频采集设备，音频接口选用UDA1341TS芯片，可外接话筒和扬声,S3C2440A芯片通过IIS(Inter-IC Sound)总线与音频控制芯UDAl341TS进行通信。IIS用于传输音频数据，S3C2440A内部的IIS控制器用于控制音频控制芯片[3]。设备驱动后通过OSS（Open Sound System）编程接口对其进行操作，UDA1341TS芯片完成数据的采集然后进行PCM编码（原始数字音频信号流）。放音时发送数据到UDAl341TS的DATAI管脚，录音时从UDAl341TS的DATAO管脚接收数据，其数据传输方式为DMA方式。
音视频回放系统的客户端采用LCD显示。它主要是有Linux 操作系和应用软件组成。它是基于嵌入式Linux和Qt/Embedded（Qt/Embedded 是一个支持多操作系统平台的应用程序开发框架）开发的嵌入式软件，运用了音视频采集与压缩编码技术、同步技术以及传输技术，实现了音视频实时同步通信。系统硬件框图如图1所示。
2.2 硬件平台介绍
Mini2440采用Samsung S3C2440A为主芯片，它是基于ARM920T为核心的嵌入式芯片。开发板采用专业稳定的CPU内核电源芯片和复位芯片来保证系统运行时的稳定性。mini2440的PCB采用沉金工艺的四层板设计，专业等长布线，保证关键信号线的信号完整性。板载SDRAM为64M，时钟频率高达100MHZ，在板256M NAND Flash，还有2M Nor Flash,12M无源晶振系统时钟源，内部实时时钟（带后备锂电池），另外有丰富的接口资源和外围电路，包括我们设计所需要的音视频接口，电源接口，LCD接口，时钟电路，复位电路，存储器电路，音频输入输出电路等，这些丰富的资源保证了我们设计很好的完成[4]。
2.2.1 复位电路
图2 复位电路
复位电路采用专业的复位芯片MAX811来实现对CPU所需要的有效电平复位。该复位芯片为4引脚的微处理器电压监视器，具有低功耗和精密电源监控的特点，能监视5V、3.3V和3V大小电源电压，MAX811工作电压在1.0V～5.5V 之间，电路如图2所示。MAX811复位芯片具有手动和低电平有效复位功能，复位阈值电压有五种分别为：2.63V、2.93V、3.08V、4.38V和4.63V [5]。
2.2.2 电源电路
本开发板的电源系统比较简单，直接使用外接的5V电源，然后通过降压芯片LM117产生整个系统所需要的三种电压：3.3V 、1.8V 、1.25V。电源接口CON8，它是一个白色2.0mm 间距的单排插座，中间均为接地，两侧均为5V。电路如图3所示，这两个5V 并非是相通的，其中一个连接了外部电源的5V，另外一个则连接了经过拨动开关S1之后的5V[6]。
图3 电源电路
2.2.3 USB接口电路
图4 USB接口电路
开发板具有两种不同的USB 接口，电路如图4所示。其中一个是USB Host接口，它与普通PC的USB接口一样，能够接USB键盘、USB鼠标、USB摄像头和优盘等常见的USB外部设备。还有一种是USB Slave接口，它主要用来下载程序到目标板，当开发板嵌入Linux 系统后，通过程序可以控制USB Slave和PC的通断，其中设置的USB_EN信号，它使用的CPU资源为GPC5[7]。
2.2.4 FLASH存储系统
Mini2440 具备两种Flash，一种是Nor Flash，型号为SST39VF1601，大小为2Mbyte；另一种是Nand Flash，型号为K9F1G08，大小为128M。两种FLASH存储器电路如图5所示。S3C2440A支持这两种Flash启动系统，通过拨动开关S2，可以选择从NOR还是从NAND启动系统。