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1394技术及其在图像传输系统中的应用


系统采用冗余备份的双路1394高速总线将数据传送给大容量存储器、数据加密器和信道编码器,如图2所示。

由于本地系统中普通采用PCI接口,为了最大限度地利用现有硬件资源,缩短开发周期,研制了1394-PCI的转接卡,来实现基于1394高速图像传输系统。该转接卡主要通过物理层和链路层控制芯片组实现,其中链路层控制芯片采用TI公司的TSB12LV23,支持开放主机控制器接口(OHCI)的PCI接口芯片。

2.2 TSB12LV23/TSBAB03芯片组

TSB12LV23提供主机接口和物理层接口,实现CRC校验以及同步服务。在芯片中集成了中断寄存器、传送/接收FIFO和DMA通道。TSBAB03芯片完成1394总线协议中的物理层功能,实现仲载机制,对收发信号进行编码/解码。

链路层和物理层芯片的连接电路图如图3所示。

3 系统软件设计

系统软件包括1394设备驱动程序、动态链路库和应用程序。

3.1 1394设备驱动程序开发

Windosw驱动模型(WDM)定义了驱动程序分层,以适应即插即用系统。1394系统驱动程序采用分层结构模型,其设备栈如图4所法。设备驱动位设备栈顶,通过发IRP给IEEE 1394总线驱动来与设备通信。IEEE 1394总线驱动为1394总线提供了独立于硬件的接口,并将一部分IRP传向端口驱动程序。

在分层模型中,1394总线驱动负责管理1394设备驱动程序与1394控制器之间的通信;加载及卸载设备驱动程序。设备驱动程序在功能层工作,它们不需要任何低层硬件资源,只需对总线驱动程序发请求,由总线驱动程序访问硬件来完成这些请求。

用DDK设计的1394设备驱动由4个模块组成:初始化模块、即插即用模块、电源管理模块以及I/O模块。

初始化模块提供设备驱动的入口点,从而将不同的IRP请求发向相应的执行模块。

即插即用模块用于实现1394设备的热插拔和动态配置。当总线驱动程序在加电或者添加/删除时检测到新设备,从设备中取出一个或多个标识符,用于检查所有可用的安装文件,发现合适的设备驱动程序。驱动程序被装入,调用AddDevice入口点,告诉它发现一个新设备,并创建功能设备对象(FDO)。总线驱动程序或者安装文件详细描述设备所需的硬件资源,使用仲裁器为每个设备分配资源。

电源管理模块负责设备的挂起和恢复。

I/O模块完成I/O请求的大部分工作。该模块定义了所需的I/O控制代码,从而为应用程序提供了调用系统驱程序的接口。

3.2 动态链接库的设计

由于Windows具有与设备无关的特性,不提倡与机器底层的东西打交道。如果直接用Windows的API函数或I/O读写指令进行访问和操作,程序运行时往往就会产生保护模式错误甚至死机,更严重的情况会导致系统崩溃。用DLL技术可以方便地解决上述问题。而且DLL没有自己的堆栈,与调用它的应用程序采用有相同的堆栈式,减少了编程设计上的不便;一个DLL在内存中只有一个实例,使之能高效经济地使用内存;DLL的代码封装怀使得程序简洁明晰。

在1394 API动态链接库中封装了所有的1394请求命令,如异步读/写、等时读/写等,从而可以很方便地在应用级实现1394传输。通过调用DeviceIoControl向设备发请求,由I/O管理器构造一个1394请求块传给总线驱动程

《1394技术及其在图像传输系统中的应用(第2页)》
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