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基于AD9883A与USB的VGA图像采集与显示系统

09-08 00:44:48 | http://www.5idzw.com | 电子制作 | 人气:407
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  USB设备驱动程序嘲是连接USB外设、操作系统以及用户应用程序的桥梁,是USB设备连接到计算机系统的软件接口。EZ-USB FX2器件CY7C68013A的设备驱动程序有两种:一种用来在设备接入时从主机下载的固件存储RAM中,称为同件下载驱动程序(wdgtldr.sys);另一种是在设备重新列举后加载的通用设备驱动程序(ezusb.sys),应用软件通过该设备驱动程序与FX2通信。编写上位机程序的一个类USB Video Class,它对应于硬件CY7C68013A的一个同件,Video Class协议的目的是给USB接口的视频设备提供统一的数据交换规范,这样CY7C68013A接入PC后就无需ezusb.sys,而是使用PC自带的Video驱动将其识别为Video设备。

  固件的程序代码既可通过外部E2PROM下载,也可通过主机下载,这里选用从主机下载。其中,USB Video Class协议是主机端通过向设备端获取描述符(Descriptor)来得到视频设备端的结构及其所支持的功能。而控制这些功能模块,配置数据源和数据流,则需通过Request(包括所有USB设备都需要支持的Standard Device Requests和Class与相关的Class Specific Requests)完成。

  操作系统通过驱动程序实现对Video Class的支持。Video Class驱动的整体框架分为两部分:一部分是负责处理模块的初始化,处理USB总线上的Descriptor和Requests的交互,包括USB总线上的控制和查询包的接收、解释、分配和应答:另一部分是在初始化中启动的一个独立的内核线程。负责执行具体的控制指令,获取和传输图像数据。

  表1给出了USB Video Class程序中Uncompressed Video Format Descriptor(未压缩的视频格式描述符)的相关定义和实例。这个描述符定义了一种特殊的视频流的特性,用于定义未缩视频的信息,包括所有的YUV类型。一个视频终端包含属于相关通道的USB端点IN或OUT,可支持一个或多个格式定义。为了选择一种特定的格式,因此主机需发送控制请求给相关的通道。

USB Video Class程序中Uncompressed Video Format Descriptor

  4 结语

  实现基于AD9883A和USB的8×3 bit,高速图像数据采样和显示系统设计。该系统最高采样速率可达110 Ms/s,采用高速率低功耗的AD9883A对1024×768,70Hz的图像进行采样,通过FPGA控制电路,CY7C68013A作为USB2.0的专用接口器件实现PC机与PFGA的通信,采用USB Video Class类,而不用加载额外的通用设备驱动程序。利用高速A/D转换器,FPGA和USB共同实现电路的高速化与集成化。该系统可广泛应用于雷达、气象预报、航空航天、通信等领域的图像数据实时记录。

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