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1、Linux平台下PCI接口视频采集卡的驱动程序编写技术 东南大学计算机科学与技术系，南京，硕士研究生邢汉承博士生导师粗糙集 提 要本文讨论了操作系统下接口的视频采集卡驱动程序的开发技术芯片初始化和控制 持等方面进行了总结内核为视频采集卡驱动所提供的支关键词视频采集卡 而且有一流的程序员设计和开发加上测试的开放性情况下为了使硬件工作 供卡与操作系统的接口 比如有的卡具备硬件压缩功能有的甚至具备多路采集功能等等不一而足大部分都是接口的并提因而越来越多的人开始使用它来开发应用程序多媒体相关的应用倍受人们关注通常接口的驱动 配置空间 接口的驱动程序和总线密不可分 并对总线上的各个设备进行自动配置 操作
2、系统本身的初始化代码也提供了这一功能 _来稿日期 平台下接口视频采集卡的驱动程序编写技术 都有一个配置结构配置头部为我们提供了标识和控制设备的手段设备标识命令基地址寄存器中断连线等域沟通 驱动程序的结构 尽管卡设备变化万千大致上由下面几个部分组成： 探测设备顾名思义随着内核的不断升级两种方式的区别在于老的风格是手工探测由它来自动完成因此非常的方便和灵活如果出于向后兼容的需要则仍然需要采用老的手工方式进行探测 （）新的探测方式：在驱动初始化代码中通过调用内核提供的一个函数完成探测任务 结构是个关键我们通知了层需要被探测的设备的相关信息 ：指向设备驱动程序感兴趣的设备的一个列表 对于每一个与中的项
3、匹配的且未被其他驱动程序处理的 时候调用此函数只要满足上述条件也调用此函数 当该驱动程序卸载或者被该驱动程序管理的设备被卸下的时候将调用此函数：挂起设备：唤醒处于挂起态的设备 （）老的探测设备方式 类型的函数来实现手工探测 或者是厂商系统厂商 的函数分别使用主要是利用相应上的端口空间或者内存空间 就可以了 申请资源通过这一步就可以在驱动程序中申请设备使能设备只要调用 计算机辅助工程 使能设备之后把 空申请实际上是在系统中进行登记对于使用中断的设备来说通并且好几个都已经被用做特定用途常还要申请中断号该参数在所以在中断处理程序的开始 以便中断能够得到及时处理 对于视频采集卡而言这里值得一提的是 而
4、不应该通过读设 申请了这些资源之后可以在子目录下查看相应的文件了解到设备的资源使用情况 该设备的中断号会出现在文件中 资源后会在中得到体现 与设备通信 与设备通信可能是最为关键的部分了 具体的操作因设备而异但不外乎是通过读写设备的端口或者存储空间来达到通信的目的 存储空间可以使用，等函数 可以调用，或者等函数来 强制操作以预定的方式进行 以及网络设备 缓冲区如果能满足用户的要求，就返回 请求的数据，如果不能，就调用相应函数来进行实际的操作 网络设备顾名思义通常是指网卡一类的设 备因此单独划为一类 在系统内部这组入口点是 由每个设备的设备驱动程序提供的字符型设备驱动程序能够提供如下几个入口点建立
5、设备存取的入口点 该结构的形式如下 平台下接口视频采集卡的驱动程序编写技术 ：， ：， ：， ：， ；从上面大家可以看出这些成员的名称跟系统调用完全相同如果相应的文件描述符指向该驱动程序所代表的特殊字符文件的话 还有一个参数是驱动的主设备该主设备号和相应的结构建立了一对一的映射主设备号唯一决定和该文件相关的驱动程序 驱动程序的开发方式 下驱动以两种方式存在这时候需要修改内核的配置文件使用起来非常不灵活，而且对于调试来说另外一种方式则是以模块的形式存在模块的优势在于它可以动态地被加载和卸载此时就能够使用内核所提供的所有函数了方便了驱动程序的调试所以建议采用模块的方式开发驱动程序则必须以模块的方式
6、编写当加载模块的时候调用入口函数与此对应 模块的管理工作由包来进行管理卸载模块等 的开发提供了清晰的模型和一致的接口这套规范采用分层的方法给驱动而实际的硬件相关部分是下层给驱动程序的编写提供了极大的方便缺省的内核包含了它其相关的源文件是文件以及一个头 将视频设备分为四类就是常规的视频采集设备 这类代表文字电视广播接受设备代表垂直消隐间隔（）设备代表无线电接受设备 都是规定第一种类型的设备文 计算机辅助工程 件次设备号的范围在区间内 第三种类型的设备文件次设备号在范围内 做了这样的限定之后可以从设备文件的次设备号中判断该设备到底属于那种其中关类型 键的数据结构是结构 其中的成员代表该设备对应的次
7、设备号等成员都代表相应的函数指针 利用一个统一的接口注册了另一个设备操作结构这个统一的设备操作结构里的驱动接口函数所做的事情就是根据被打开特殊设备文件的次设备号来定位该设备文件对应的为了实现这种定位编写驱动程序时 调用该函数时候应该提供设备特定数据结构以及设备类型考虑的方面相对比较欠缺 基于的不足之处重新设计了一套和数据结构其可扩展性和灵活性都得到了大大的提高 平台下接口视频采集卡的驱动程序编写技术 持更多的设备很多关键的发生了改变 为了能让老的设备驱动程序能够在下工作下的代表特定设备的关键数据结构发生了变化 ； ； ； （）（，）； （）（）； （）（，）； （）（，）；（）（，）； （）（
8、，）； （）（，）； （）（）； ； ； ； ； （）（） ； ； ；从上面可以看到很多成员的类型发生了变化这个参数的作用在于标记设备的某次打开通过引进参数就能够使得设备的多次打开得以区分开来它对设备的类型定义了相应的一些宏 视频采集卡设备中的芯片初始化和控制编写视频采集卡设备的驱动首要的是要弄懂视频流的走向 模拟视频信号从外部进入到卡设备上的芯片到达内存 或者送到显卡的缓冲区进行预览 那么从出来的信号有一路就到达了压缩 芯片进行压缩处理 芯片是通过具接口的芯片来控制的 总线是公司为了实现集成芯片之间的有效控制而设计的一个简单的两线双向总线另一条是串行时钟线（） 计算机辅助工程 芯片都通过一个唯一的地址来进行软件寻址在视频采集卡的例子中具接口的芯片扮演着主设备的角色 接口芯片就通过对进行初始化和控制如水平同步采集的制式等如果带压缩芯片的话 如对于比较流行的接口芯片而言数据扩展总线接口从上面的分析可以看出 对（）使其跟关重要的作用 传输中断处理代码以便在视频采集卡设备就可以实现它应该具备的功能了 一种是通过在程序中适当的地方调用函数 打印相关消息以便事后观察来达到调试的目的相当于用户应用程序中的而且效果也不错 即通过串行总线在另外一台
