视频卡设计研究管理论文

1、视频卡设计研究管理论文摘要：本文介绍了一种基于USB2.0接口的MPEG视频卡的设计方案及其软硬件设计方法。 关键词：USB；视频卡；MPEG；WDM 通用串行总线(UniversalSerialBus，即USB)以其方便的即插即用和热插拔特性，以及较高的传输速率，成为PC领域广为应用的外设连接规范。目前，国内外普遍采用的是USB1.1规范，它支持两种传输速率：1.5Mbps和12Mbps，主要应用在低速传输要求的场合。2000年发布的USB2.0规范提供了480Mbs的传输速率，以满足更快的数据传输要求。 为了使MPEG视频卡快速地向PC机传送大量的数据，我们在设计MPEG视频卡与PC机的接

2、口时采用USB2.0技术。对USB的设计与开发，我们是基于CYPRESS公司的EZ-USBFX2系列的CY7C68013芯片及其FX2开发包。 1、硬件设计 传统的采用PCI接口的MPEG视频卡,不但占用了有限的PCI插槽，安装不方便，而且不支持热插拔和即插即用。所以，在本设计中，我们选用USB2.0接口芯片对传统的MPEG视频卡进行了改进。 改进后的USB2.0接口的方案如图1所示。 该USB2.0接口的MPEG视频卡的工作原理为：音视频信号经AK4550音频处理芯片及AA7113视频处理芯片进行A/D转换，将模拟信号转换成8bit的PCM格式的数字信号，传入SZ1510音视频压缩采集芯片进

3、行处理，将编码调制PCM格式的数据转化为符合格式MPEG-1的混合影视文件，最后MPEG-1数据经USB接口芯片送给PC机作进一步的处理，如存储、显示等。 设计中，我们选用的USB接口芯片是EZ-USBFX2系列的CY7C68013芯片。该芯片是针对USB2.0的，而且和USB1.1兼容，它支持两种传输速率：全速（Full_speed）12Mbps和高速（High_speed）480Mbps，它不支持低速(Low_speed)1.5Mbps。该芯片的内部结构如图2所示。 CY7C68013-128AC内部集成了一个增强的8051内核，它既与标准的8051兼容，又有诸多的改进：最高工作频率48M

4、HZ，一个指令周期只需4个时钟周期，比标准的8051平均提高了2.5倍；2个UARTS端口；3个定时/记数器；扩展的中断系统及其更多I/O口等。CY7C68013内部集成的USB2.0的SIE能完成大部分USB2.0协议的处理工作，减少了用户对繁杂的USB协议的处理。另外，用户在开发时，可以利用GPIF和FIFO方式实现与高速外围设备之间的逻辑连接，并进行高速数据的传输。在该改进方案中，我们选用的是GPIF方式，实现和Z1510之间的通信。 2、软件设计 USB软件设计包括三方面的工作：固件（Fireware）设计，驱动程序设计和主机端应用程序的设计。 （1）固件设计 设计中，我们考虑到MPE

5、G视频卡要求快速地持续地传送大量数据，并对数据的完整性要求不太高，我们采用ISO传输方式。另外，我们让CY7C68013工作在GPIF模式下的FIFORead方式，最多可以传输4Gbyte（WORDWIDE=0）或word（WORDWIDE=1）。外设的数据由于不需8051的处理，我们采用自动打包的方式（AUTOIN=1），直接从FIFO到SIE，这样有利于提高传输速率。其主要实现代码如下： voidTD_Init() CPUCS=0X01;file&58/CLKSPD1:0=10;for48MHzoperation. GpifInit(); SYNCDELAY; EP6CFG=0XDA;fi

6、le&58/端点配置：同步IN方式、缓冲大小1024字节 SYNCDELAY; FIFORESET=0X80;/activateNAK_ALLtoavoidraceconditions SYNCDELAY; FIFORESET=0X06;file&58/reset,FIFO6 SYNCDELAY; FIFORESET=0X00;file&58/deactivateNAK_ALL SYNCDELAY; EP6FIFOCFG=0X0D;file&58/wordwide=1 SYNCDELAY; （2）驱动程序设计 在WINDOWS平台下，USB驱动程序由三部分组成：USB设备驱动程序，USB总线驱

7、动程序和USB主控制器驱动程序，它们必须遵循WIN32驱动程序模型（WDM）。其中，WINDOWS操作系统已经提供了处于驱动程序栈底的USB总线驱动程序和USB主控制器驱动程序。而USB设备驱动程序由设备开发者编写，它通过向USB总线驱动程序发送包含URB（USBRequestBlock）的IRP(I/ORequestPacket)，来实现USB外设之间的信息交换。当主机应用程序要对USB设备进行I/O操作时，它调用WindowsAPI函数对Win32子系统进行Win32调用，由I/O管理器将此请求构造成一个合适的IRP，并把它传递给USB设备驱动程序。USB设备驱动程序接受到这个IRP后，根

8、据IRP中包含的具体操作代码，构造响应的URB并把它放到一个新IRP中，然后把此IRP传递到USB总线驱动程序，USB总线驱动程序根据IRP中所包含的URB执行响应的操作，并把操作结果通过IRP返还给USB设备驱动程序。USB设备驱动程序接受到此IRP后，将操作结果通过IRP返还I/O管理器。最后，I/O管理器将此IRP中操作结果返还给应用程序，至此应用程序对USB设备的一次I/O操作完成。 开发USB设备驱动程序，可采用Numega公司的开发包DriverWorks和Microsoft公司的2000DDK，并以VC+6.0作为辅助开发环境。DriverWorks提供的驱动向导,，可根据用户的

9、需要，自动生成代码框架。减少了开发的难度，缩短了开发的周期。 在CYPRESS公司的EZ-USBFX2开发包中，有一个通用的驱动程序，该程序可不加修改经DDK编译后直接使用。在本设计中，由于时间关系，我们采用的就是这个通用驱动程序（GPD）。 （3）应用程序设计 USB主机应用程序是计算机中完成特定功能的程序，其关键是实现从USB外设读取或发送特定数量的数据，USB标准设备请求和特定的命令等。另外，可以对数据做进一步的处理，如：存储、显示、快速傅立叶变换等。在WINDOWS2000下，我们所使用的应用程序开发工具是VC+6.0。 3、结束语 该卡是对传统的PCI接口的MPEG视频卡的改进，它支

10、持热插拔和即插即用。由于采用USB2.0接口，其传输速率也高于后者，满足了数据高速传输的要求，解决了USB1.1存在的传输瓶颈。相信随着各大电脑主板商对USB2.0的支持，USB2.0必将在PC机应用的各个领域得到广泛的应用。4 1、最灵梦想是一个天真的词，实现梦想是个残酷的词。21.3.33.3.202106:1806:18:493月-2106:182、只有收获，才能检验耕耘的好处；只有贡献，方可衡量人生的价值。二二一二二一年三月三日2021年3月3日星期三3、不要放弃，你要配的上自己的野心，也不要辜负了所受的苦难。06:183.3.202106:183.3.202106:1806:18:4

11、93.3.202106:183.3.20214、找一个理由，否认忧伤，笑容就会灿烂到无所不在。3.3.20213.3.202106:1806:1806:18:4906:18:495、成功与不成功之间有时距离很短只要后者再向前几步。三月 21星期三, 三月 3, 20213/3/20216、只要努力抬起你的双脚，胜利将属于你。6时18分6时18分3-3月-213.3.20217、青春如此华美，却在烟火在散场。21.3.321.3.321.3.3。2021年3月3日星期三二二一二二一年三月三日8、真正没有资格谈明天的人，是那个不懂得珍惜今日的人。06:1806:18:493.3.2021星期三,

12、三月 3, 20211、你始终不属于我，属于我的只是我自己。21.3.33.3.202106:1806:18:493月-2106:182、一份信心，一份努力，一份成功；十分信心，十分努力，十分成功。二二一二二一年三月三日2021年3月3日星期三3、你是唯一的，你是十分独特的，你就是你生命中的第一名。06:183.3.202106:183.3.202106:1806:18:493.3.202106:183.3.20214、要跟成功者有同样的结果，就必须采取同样的行动。3.3.20213.3.202106:1806:1806:18:4906:18:495、我们的生命，就是以不断出发的姿势得到重生。

13、三月 21星期三, 三月 3, 20213/3/20216、只要站起来的次数比倒下去的次数多，那就是成功。6时18分6时18分3-3月-213.3.20217、自知之明是最难得的知识。21.3.321.3.321.3.3。2021年3月3日星期三二二一二二一年三月三日8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。06:1806:18:493.3.2021星期三, 三月 3, 20211、最灵繁的人也看不见自己的背脊。21.3.33.3.202106:1806:18:493月-2106:182、最困难的事情就是认识自己。二二一二二一年三月三日2021年3月3日星期三3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。06:183.3.202106:183.3.202106:1806:18:493.3.202106:183.3.20214、与肝胆人共事，无字句处读书。3.3.20213.3.202106:1806:1806:18:4906:18: