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基于ARM的嵌入式数字视频记录系统研究的中期报告

摘要:

本篇报告介绍了基于ARM的嵌入式数字视频记录系统的中期研究进展。通过对系统需求分析和设计，确定了系统的功能模块和实现方案。具体包括：硬件选型、软件设计、系统功能实现等方面。在此基础上，开展了相关模块的软件编写和系统集成测试工作，初步验证了系统的可行性和实用性，为后续研究和开发工作奠定了坚实基础。

关键词:ARM,嵌入式系统,数字视频记录,硬件选型

Ⅰ.介绍

随着数字视频技术的不断发展，嵌入式数字视频记录系统在交通监控、安防监控等领域得到了广泛的应用。本文旨在基于ARM嵌入式处理器，设计一套具有高性能、低成本、易扩展的数字视频记录系统，并重点探究系统的关键技术和实现方案。

Ⅱ.系统需求分析

嵌入式数字视频记录系统的主要功能为采集、处理和存储视频信号，因此，针对系统的应用场景、性能要求等方面，对系统需求进行分析和确定。

1.系统应用场景

本系统主要应用于交通监控、安防监控等领域，需要能够对视频信号进行实时采集、处理和存储，并且具有稳定、可靠性高、易维护等特点。

2.系统性能要求

（1）视频采集和处理速度：系统需要支持高速采集和处理视频信号，确保能满足实时性要求。

（2）存储容量：系统需要具备较大的存储容量以存储大量的视频数据。

（3）视频编码格式：系统需要支持多种视频编码格式，具有良好的兼容性和扩展性。

（4）网络传输：系统需要支持网络传输功能，可以通过网络将视频数据传输到远程服务器等设备。

3.系统功能模块

根据需求分析，系统主要包括以下功能模块：

（1）视频采集模块：负责采集视频信号，包括视频图像和音频信号。

（2）视频编码模块：将采集到的视频信号进行编码压缩，以便存储和传输。

（3）视频存储模块：将编码后的视频数据存储到本地或远程设备上。

（4）网络传输模块：支持网络传输功能，可以将视频数据传输到远程设备上。

Ⅲ.系统设计

在系统需求分析的基础上，进行系统设计，包括硬件选型和软件设计。

1.硬件选型

本系统选用ARMCortex-A9架构的SoC（System-on-Chip）作为主控制芯片，因为其具有高性能、低功耗、小尺寸等优点。具体型号为XilinxZynq-7000系列，包括双核ARMCortex-A9处理器和可编程逻辑部分。

2.软件设计

系统软件分为两部分，一部分为Linux操作系统和应用软件，另一部分为FPGA逻辑设计。

（1）Linux操作系统和应用软件

系统使用Xilinx提供的PetaLinux工具开发基于Linux的操作系统和应用软件。Linux操作系统具有较好的可移植性和可扩展性，在系统开发中具有一定优势。应用软件主要负责视频采集、编码、存储、传输等功能。

（2）FPGA逻辑设计

使用Vivado工具进行FPGA逻辑设计，主要包括视频采集接口、视频编码器、存储接口、网络接口等模块的设计实现。

图1系统框架设计图

Ⅳ.系统实现和测试

针对设计方案，开展相关模块的软件编写和系统集成测试工作。为了验证系统的可行性和实用性，在测试中采用了实际的视频数据和网络环境，测试结果显示系统能够正常采集、编码和存储视频数据，并支持通过网络传输数据。

Ⅴ.结论和展望

本文介绍了基于ARM的嵌入式数字视频记录系统的中期研究进展，本系统采用ARMCortex-A9架构的SoC作为主控制芯片，具有高性能、低功耗、小尺寸等优点，并使用Linux操作系统和应用软件、FPGA逻辑设计等实现视频采集、编码、存储、传输等功能。未来，还需进一步完善系统的功能和性能，提高系统的稳定性、可靠性和实用性，以满足实际应用需求。