基于CH374的USB摄像头驱动设计

文章摘要：摘要 介绍基于CH374的USB摄像头驱动的设计与实现方法。采用支持USB-HOST主机方式的USB总线接口芯片CH374，给出S3C44B0下CH374驱动USB摄像头SPCA561A的硬件电路和软件实现，包括视频数据的采集和后续处理方案。利用CH374支持同步传输的特点，在基于ARM7的平台上给出一种低成本的视频数据采集方案。关键词 CH374 S3C44B0 同步传输SPCA56lA 摄像头驱动 现有视频监控系统的设计大都采用USB视频采集和以太网传输，并且需要视频压缩方案，通常需要操作系统支持；因此选取的开发平台价格昂贵，造成视频监控系统的成本居高不下，以致使小型工厂和家庭用户难

基于CH374的USB摄像头驱动设计,标签：电子小制作,http://www.88dzw.com
摘要 介绍基于CH374的USB摄像头驱动的设计与实现方法。采用支持USB-HOST主机方式的USB总线接口芯片CH374，给出S3C44B0下CH374驱动USB摄像头SPCA561A的硬件电路和软件实现，包括视频数据的采集和后续处理方案。利用CH374支持同步传输的特点，在基于ARM7的平台上给出一种低成本的视频数据采集方案。
关键词 CH374 S3C44B0 同步传输SPCA56lA 摄像头驱动

    现有视频监控系统的设计大都采用USB视频采集和以太网传输，并且需要视频压缩方案，通常需要操作系统支持；因此选取的开发平台价格昂贵，造成视频监控系统的成本居高不下，以致使小型工厂和家庭用户难以接受。
    本课题采用S3C4480微处理器的ARM7开发平台，驱动USB接口芯片CH374进行视频数据采集，提供了低成本的视频采集方案。USB视频采集涉及USB同步传输，但是在众多USB主机芯片的没计中，多以控制传输和批量传输为主，对同步传输的讲解极为少见。本文提供了USB同步传输的设计范例。

1 系统工作原理
    典型的USB视频采集系统如图1所示。USB系统包含主机和物理设备两个最基本的元素，一个USB系统只能有一个USB主机，可以连接多个物理没备。本设计中的设备是USB摄像头，USB主机由USB主机控制器、微处理器及驱动软件构成。USB系统工作层次分明：USB接口层提供主机控制器和设备的物理连接；设备层中。USB主机调用驱动程序通过端点O发送并获取USB设备的控制信息；功能层进行实际数据的传输，主机必须选择合适的接口和端点，调用底层驱动提供的接口函数获取USB摄像头的视频数据流。

1．1 USB摄像头SPCA561A
    视频信号的采集一般选择USB摄像头来实现。如图2所示，USB摄像头SPCA56lA集成了镜头、CMOS传感器、USB图像处理器以及USB控制器。

    比起直接与微处理器接口的CMOS传感器，使用USB摄像头虽然成本偏高，但是易于实现，节省CPU资源，而且驱动支持非常丰富。SPCA561A提供了一种单芯片摄像头解决方案，它将一个CIF的CMOS传感器、一个图像处理器和USB控制器集成于单芯片，从而太大降低了成本和开发难度；缺点足只有10万像素，每秒帧数较少，然而非常适合应用于图像要求不高的小型监控系统。
1.2 USB主机控制器CH374
    CH374是一个嵌入式USB总线的通用接口芯片，支持USB主机方式和USB设备方式，支持低速和全速的控制传输、批量传输、中断传输以及同步传输。在本地端，CH374具有8位数据总线和读、写、片选控制线以及中断输出，可以方便地挂接到DSP／MCU／MPU等控制器的系统总线上。大多数嵌入式的USB主机接口芯片并不提供同步传输模式，而CH374的一大特点就是提供了同步传输，使得视频和音频流的传输成为可能。
    本系统使用CH374作为USB主机控制器，如图3所示。CH374用总线方式与S3C4480相连，微控制器通过读写CH374寄存器实现USB主机驱动。

1.3 USB同步传输原理
    同步传输主要用来传输音频或视频信号。这种信息是周期的，又是实时的，对信息实时性有很高的要求，但是对误码率却可以容忍。所以USB为这种信息保留90％的带宽，其他类型的传输在同步传输期间不可以占用。

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