基于USB3.0接口的实时视频采集软件设计(2)
3.2.1 驱动程序INF简介 17
3.2.2 Script文件自动下载固件驱动 17
3.3 应用程序设计 19
3.3.1 应用程序设计基础 19
3.3.2 USB3.0 应用程序设计 20
4 结果与思考25
4.1 软件USB3.0测速结果24
4.1.1 硬件电路调试 24
4.1.2 接口端点调试 26
4.1.3 接口通讯速率测试 27
4.2 软件结果分析与展望29
结论 30
致谢 31
参考文献32
1 引言
1.1 课题的研究背景及意义
电子信息技术的发展突飞猛进，爆炸式数据信息量的产生以及处理都迫使计算机接口不断地进步。主流的 USB2.0 技术对于高速率大容量的数据传输显得十分乏力。不仅在军事和工业领域达不到要求，就连民用领域也渐渐跟不上节奏了。图像和视频是计算机获得外界信息的主要途径，随着图像视频采集技术的飞速发展，得到更加清晰、更加流畅的图像和视频已经不是什么难题，唯一限制其发展的是采集的数据得不到及时传输和存储而损失掉大量信息。高度集成的数据采集卡为计算机提供大量外部世界的信息。使其近几年，在国民经济、航空航天、国防建设和科学研究等诸多领域都有着广泛的应用，小到手机拍照、数码摄像，大至科学研究中的医学影像、卫星遥感和天文等。目前,国内外基于PC机的高速图像采集系统是主要的研究方向，以PC机为原型的满足数据高速传输的外设接口主要有以下几种[12]：IEEE 1394、eSATA、Thunder Bolt、USB3.0。表1.1.1 是计算机常用接口对照表。
表1.1.1 计算机常用接口对照表
接口类型 数据格式 传输速率 最大设备数 线缆长度 是否支持热拔插
并行口 并行 8Mb/s 2/8 <10M No
RS232 串行 20Kb/s 2 <30M No
RS485 串行 10Mb/s 32 -- No
ISA 并行 128Mb/s -- -- No
EISA 并行 266Mb/s -- -- No
PCI 并行 2112Mb/s -- -- No
AGP 并行 ≥2112Mb/s -- No
以太网 串行 10Mb/s,100Mb/s,1Gb/s 1024 500M No
USB 串行 1.5Mb/s,12Mb/s,
480Mb/s,5Gb/s 127 USB2.0≤5M
USB3.0≤3M Yes
IEEE 1394 串行 400Mb/s,3.2Gb/s 63 4.5M Yes
eSATA 串行 3.2Gb/s -- 2M Yes
USB PLUS 串行 3Gb/s -- 2M Yes
Thunder Bolt 串行 50Gb/s 7 3M Yes
由上表可以看出IEEE 1394、eSATA、USB PLUS、Thunder Bolt、USB3.0这几种PC 接口都可以满足数据的高速传输。但是IEEE 1394俗称“Firewire”起初为数码摄影领域设计，随后才开始应用与计算机中。但是并没有的到很好的推广，支持的计算机设备少而没有得到广泛的应用。eSATA接口技术设计的初衷是为了突破计算机主机与外部存储器之间的数据传输瓶颈。虽然在速度上取得相当的优势，但是咎其SATA协议技术的局限性只适用于外部存储设备，且其最大的弱点是无法为外设供电。因此和IEEE 1394一样并没有得到太多的认可和应用。USB PLUS的推出结合了eSATA接口技术和USB2.0接口技术，并将其有机的结合起来使各自的优点融合在一起，既弥补了USB2.0速度上的弱势，也修复了eSATA无法供电的缺陷。但它却算不得一种接口协议，且接口的兼容性太狭窄，推广难度太大而使用率极低。Thunder Bolt 超高速接口技术，俗称雷电50Gb/s的惊人传输速度使其成为人们心中颠覆性的接口技术改革。其理念是实现计算机接口的大统一，但是这种全新的接口技术并不能迅速的冲击现在的接口技术，普及任然需要一段过程。而USB3.0 之所以成为先下的主流接口在于其速度已经足够快已达5Gb/s，而且采用全双工的传输模式，接口设计兼容性强，优秀的电源管理机制等。使得其在计算机接口领域得到十分广泛的运用。