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基于Windows CE的图像采集与显示系统

作　者: 赵蓝飞
导　师: 张晓林
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 嵌入式操作系统 Windows CE 5.0 Camera接口 ITU-R BT.656图像接口 DirectShow接口
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着嵌入式操作系统的广泛应用,基于操作系统的大数据量图像实时采集、显示在监控、识别、多媒体等领域有着广泛的应用前景。USB接口数据传输的距离较短,易受到环境因素的影响,可靠性不高；ITU-RBT.601图像接口能够实现长距离的图像传输,但是独立的同步线降低了数据传输的稳定性；ITU-RBT.656图像接口将同步信号嵌入到数据流之中,提高了图像传输的稳定性。本文在三星ARM处理器S3C2440平台以及Windows CE 5.0操作系统下,实现了利用SPI配置外部DSP处理器BF561, GPIO模拟IIC接口时序配置ADV7180处理器作为外部图像采集模块,高速图像传输接口CAMIF实时采集ITU-RBT.656标准图像数据,LCDCDMA直接显示采集图像以及通过Windows CE 5.0的DirectShow显示接口,实时显示采集图像。本文研究了ITU-R BT.601和ITU-R BT.656图像传输标准；S3C2440处理器的外设CAMIF接收、处理图像的原理；IIC接口时序；SPI接口通信原理；S3C2440中断模块配置；Windows CE 5.0系统下,直接显示与DirectShow接口显示原理,DirectShow的注册,编译环境的配置,DirectShow接口的数据流动等；Windows CE 5.0内存和硬件设备管理机制,流式驱动的原理,静态中断处理流程；S3C2440与BF561通信原理；WindowsCE 5.0的结构、移植难点,编程原理,开发环境配置,系统内核调试方法,多线程环境,中断机制。本文完成的工作是在S3C2440平台下Windows CE 5.0系统移植,硬件驱动的开发和测试。移植的Windows CE 5.0系统支持的功能有：经过CAMIF放大后的大尺寸图像接收；触摸屏开机自校准功能；默认中文界面；DirectShow内核、显示组件；SD卡、USB接口、触摸屏、串口驱动；OAL层SPI, CAMIF的静态中断处理；OEM层SPI,CAMIF, GPIO流式驱动；直接显示、DirectShow视频播放器；支持CAMIF驱动的DirectShow组件。论文测试了：CAMIF的剪裁、缩放和旋转功能；Windows CE 5.0内核中断响应时间；CAMIF图像接收的实时性；GPIO模拟IIC最高的通信速度。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-11
第1章绪论  11-16
  1.1 研究的意义与背景  11
  1.2 Windows CE 5.0系统移植  11-12
  1.3 Windows CE 5.0图像实时采集与显示系统  12-14
  1.4 本论文的主要工作  14-15
  1.5 本文章节安排  15-16
第2章 S3C2440平台Windows CE 5.0移植  16-44
  2.1 Windows CE 5.0分层结构  16-17
  2.2 Windows CE 5.0映像创建  17-19
    2.2.1 Platform Builder简介  17
    2.2.2 实现支持CAMIF的Windows CE 5.0系统映像  17-18
    2.2.3 实现支持CAMIF的PINGPONG存储配置  18-19
  2.3 内存管理  19-21
    2.3.1 注册表  19-20
    2.3.2 虚拟内存管理  20
    2.3.3 数据存储设备  20-21
  2.4 流式驱动原理  21-22
  2.5 标准视频协议  22-24
    2.5.1 CCIR-601号建议  22-23
    2.5.2 ITU-R BT.656标准  23-24
  2.6 Windows CE5.0下DirectShow接口研究  24-27
    2.6.1 Windows CE 5.0下DirectShow接口简介  25
    2.6.2 Windows CE 5.0下DirectShow原理  25-26
    2.6.3 实现Filter的配置和注册  26-27
  2.7 Filter原理  27-34
    2.7.1 Filter的基本成员Pin  27-29
    2.7.2 数据流的传递  29-31
    2.7.3 Filter连接过程  31-34
  2.8 S3C2440平台下SPI驱动实现  34-41
    2.8.1 SPI原理  34-35
    2.8.2 SPI模块实现虚拟内存分配  35-36
    2.8.3 SPI中断体系  36
    2.8.4 SPI中断服务例程实现  36-38
    2.8.5 SPI中断处理线程实现  38-39
    2.8.6 SPI实验结果及数据分析  39-41
  2.9 S3C2440平台下实现ADV7180配置  41-43
    2.9.1 ⅡC时序  41-42
    2.9.2 GPIO模拟ⅡC时序  42
    2.9.3 ADV7180读写  42
    2.9.4 GPIO模拟ⅡC实验结果及分析  42-43
  2.10 本章小结  43-44
第3章 Windows CE 5.0 CAMIF实时图像接收  44-59
  3.1 CAMIF实时图像数据接收实现  44-45
    3.1.1 S3C2440图像实时接收系统  44
    3.1.2 CAMIF双通道结构  44-45
  3.2 CAMIF驱动P通道实时采集数据实现  45-51
    3.2.1 实现S3C2440时钟模块以及GPIO配置  46-48
    3.2.2 CAMIF模块复位  48
    3.2.3 实现CAMIF模块DMA配置  48
    3.2.4 实现PINGPONG数据存储  48-49
    3.2.5 实现采集图像缩放功能  49-51
  3.3 S3C2440与BF561通信  51-52
    3.3.1 S3C2440与BF561通信意义  51
    3.3.2 S3C2440与BF561通信原理  51-52
  3.4 支持CAMIF驱动应用程序实现  52-58
    3.4.1 应用程序步骤  52-53
    3.4.2 添加CAMIF驱动信息  53-54
    3.4.3 实现CAMIF驱动控制  54-55
    3.4.4 CAMIF模块实验结果及数据分析  55-58
  3.5 本章小结  58-59
第4章 Windows CE 5.0 LCD实时显示图像  59-68
  4.1 Windows CE直接显示图像  59-61
    4.1.1 直接显示系统框图  59-60
    4.1.2 直接显示实现  60-61
  4.2 支持CAMIF实时源的DirectShow接口实现  61-65
    4.2.1 CAMIF的IST与Filter数据线程通信  61-62
    4.2.2 支持CAMIF驱动的Filter原理  62
    4.2.3 实现支持CAMIF驱动的Filter  62-65
  4.3 在EMbedded Visual C++下实现DirectShow应用程序  65-66
  4.4 直接显示与DirectShow接口方式比较  66-67
  4.5 本章小结  67-68
结论  68-70
参考文献  70-73
攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果  73-74
致谢  74

基于Windows CE的图像采集与显示系统

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