随着计算机进入后pc时代、多媒体技术和无线通信技术的发展，融合通信、计算和多媒体功能的各类多媒体终端（如pda）应用正在成为开发应用的新亮点，视频则是这类应用中不可缺少的重要组成部分。多媒体终端，作为嵌入式系统，大多数应用场合是对速度、功耗、体积有严格要求的车载、移动通信、手持式设备等，那么如何设计一个体积小、实时处理能力强、功耗低、可移植性强的视频模块以满足嵌入式系统设计对速度、功耗和空间的要求和应用开发的需求就成为一个很有意义的课题。

基于xscale 技术的新型处理器pxa255 是英特尔公司推出的为无线通信设备带来更高性能和更低能耗的微处理器产品，为多媒体手机、掌上电脑、车载信息通讯系统及其它无线互联网产品提供了强大动力。本文介绍了基于pxa255 处理器和嵌入式linux 操作系统的无线多媒体移动终端的视频模块的设计与开发，该视频模块具有实时采集、压缩、解压、显示、拍摄和存储图像等功能，经过压缩的视频信号还可以通过internet 进行传输。由于采用了模块化设计，该视频模块还可以很。容易的移植到别的多媒体终端应用中。

2 硬件设计

硬件设计时，视频模块的主体部分采用外置形式，与终端平台的接口采用目前广泛采用的usb 接口，视频模块的硬件原理。采用这样的硬件结构，是基于以下的考虑。①较高的传输速度，尤其是usb 总线对实时传输的良好支持可以满足图像实时性的要求。②“即插即用”操作，终端平台可以对摄像头进行自动检测和配置，节省了系统功耗。③摄像头采用外置形式，节约了系统的硬件空间，现成usb总线的固件或芯片包含低级并行/串行转换、误差校验和数据流控制算法等功能，可以简化系统设计工作。④基于usb总线的可扩展性，可方便的进行系统功能扩展，符合嵌入式系统接口串行、高速的发展方向。⑤可移植性，采用了模块化设计和usb 总线进行传输，可以很容易的移植到带有usb 接口的别的嵌入式系统中。

由于数字摄像头所采集到的图像数据是没有经过压缩处理的，数据量非常大，不符合usb 总线实时传输的要求。因此在经过usb总线传输以前必须使用视频压缩芯片对采集到的视频数据进行压缩，该类芯片的特点是将某一标准的压缩算法固化在其中, 具有开发成本低、开发周期短、运算速度快等优点，符合图像传输实时性的要求。经过对各种专用视频压缩芯片的选择，采用了omnivision公司推出的ov518高性能摄像机到usb 接口芯片，该芯片降低了产品的成本，极大地简化了单片cmos图像传感器和usb的接口，可以很容易地构成基于usb的视频子系统。

ov518最大视频传输速度的设计，使得系统能够以更加实时的方式获取大量的视频信息。片内高性能专用压缩引擎可以达到7:1 的压缩比，保证了从图像传感器到终端平台的快速图像传输。对于qvga图像格式，ov518的压缩引擎支持高达30 帧/秒的传输速度，减少了低带宽应用中通常会出现的图像跳动现象。ov518还具有优秀的静态图像捕捉功能，使用起来和数码相机一样方便。其内部结构如图1 中usb 连接桥部分所示。由于pxa255 的usb 接口只有从控制器，只能作为一个从设备使用，我们采用philips公司的isp1160为pxa255扩展了两个usb主接口。isp1160是专门用以在嵌入式系统或便携式设备中实现usb 协议的芯片，支持所有的传输类型：控制、中断、批量及同步。该芯片还提供了节能工作模式以减少功耗，每个下行端口都有独立的过流检测输入引脚和电源供电开关控制输出引脚，使系统电源的管理更加灵活。isp1160与cpu的接口，是专为risc 的cpu设计的，极大的简化了设计工作，可以不加修改的移植到别的嵌入式系统应用中。总之，整个视频模块硬件设计体现了嵌入式系统设计对体积，速度和功耗的要求，既保持了很高的处理速度和很小的集成空间，又降低了系统的功耗。

3 软件设计

3.1 软件平台

微处理器pxa255 功能强大，系统资源十分丰富，十分需要一个功能强大的操作系统来管理这些资源，经过对各种嵌入式操作系统的比较，嵌入式linux的诸多优点非常适合于作为该终端的操作系统：开放的源码，可移植性强，强大的网络功能和对usb 总线及video设备的良好支持。终端平台采用图形用户界面，出于嵌入式系统对实时性和对gui 的占用资源少、高性能、高可靠性及可配置的考虑，我们选择了minigui图形用户界面支持系统。

3.2 视频模块软件的基本结构

视频模块软件的设计采取了模块化的设计方法，根据视频模块设计的特点和多媒体终端视频功能的需求，整个视频模块软件有4 个功能模块组成：usb 模块、摄像头驱动模块、解码模块、视频应用模块，完成了采集、解码、本地显示、本地用户控制和网络传输等功能，其基本结构如图2 所示。为了提高图像采集的实时性和系统性能，在各个模块的设计过程中，根据linux 操作系统的特点和采用的解压缩