基于Linux平台USB视频设备驱动技术的研究与实现

发布时间：2021-12-31 06:25

　　现如今Linux操作系统以其开放源代码、易于开发、功能强大、稳定、成本低等优势,已渗透到工农业、教育、国防、科学研究等各个领域,对各行各业的发展都起到了极其重要的推动作用。与此同时视频监控技术正在被广泛应用到人们的日常生活中,为人们的生活提供了更多的便利。因而针对Linux平台下视频设备驱动的相关研究、改进和应用具有较高的学术和商业价值。本文首先介绍了USB协议的相关知识,在此基础上分析了Linux操作系统中设备驱动模块机制、USB子系统组成和Linux设备驱动结构,总结了LinuxUSB设备驱动的设计与实现步骤;然后阐述了Relay和V4L技术、视频数据采集与传输等问题,对Linux平台下通用USB视频设备驱动的性能进行了分析,并指出了不足,给出了改进后的USB视频设备驱动的整体框架设计与实现。最后指出了本驱动目前所存在的一些问题,并对下一步工作提出了建议。在硕士课题的研究工作中,本人的主要工作成果有:（1）研究和分析了项目开发中影响USB摄像头设备性能的关键所在。从增加传输效率和减少由数据同步所带来的影响这两个方面出发,分析了通用驱动解决方法的不足,提出并实现了解决传输效率和数据同... 

【文章来源】：合肥工业大学安徽省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

USBZ.o的帧结构

测试流程如图5一11所示。具体步骤如下:.在完成USB摄像头驱动安装后，我们先在实验机L接入USB摄像头设备，由于USB设备是热插拔设备，所以当USB设备插入USB接口时一，Linux内核会自动加载我们的设备驱动程序，这个设备驱动程序以模块 (usbcam)的形式运行在内核空间。通过命令!Susb可以看到自动检测到的设备相关信息，而运行ISmod命令就可以看出设备驱动模块已经被加载成功，如图5一12所示。图5-.接下来利用新加载的usbcam设备信息、加载模块及其依赖关系buntu系统自带的视频软件ekiga来测试这个驱动程序能否支持该硬件正常工作。效果图如下图5一13所示:娜愧截瞬纂熬纂鬓翼翼泄夔薰彝粉滋琴翻图5一13被驱动起来的摄像头测试证明:改过后的驱动很好的利用了Linux平台下的V4LZ视频标准接口

而运行ISmod命令就可以看出设备驱动模块已经被加载成功，如图5一12所示。图5-.接下来利用新加载的usbcam设备信息、加载模块及其依赖关系buntu系统自带的视频软件ekiga来测试这个驱动程序能否支持该硬件正常工作。效果图如下图5一13所示:娜愧截瞬纂熬纂鬓翼翼泄夔薰彝粉滋琴翻图5一13被驱动起来的摄像头测试证明:改过后的驱动很好的利用了Linux平台下的V4LZ视频标准接口，使得USB摄像头设备可以支持使用V4LZ接口应用程序的调用，此外使用V4LZ接口的应用程序还可以使用本驱动程序来获取视频数据。.驱动程序重要的指标之一是性能。如果性能表现不好，则会降低它的使用价位。驱动主要利用relay接口提供的方法来传递帧数据，这是目前可以保证最大性能的方法之一。构这种情况下，驱动性能测试时应用程序所占用的cpu负载约在16%左右，如图5一14所示。

【参考文献】：
期刊论文
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[3]嵌入式Linux平台下USB接口的视频设备驱动技术[J]. 张秋野,黄佩伟,褚蓓.  信息技术. 2006(07)
[4]嵌入式Linux下USB主控制器驱动的研究[J]. 刘胜军,高济.  现代机械. 2006(03)
[5]嵌入式远程视频采集系统的设计与实现[J]. 张永强,赵永勇,李崇德.  现代电子技术. 2006(04)
[6]基于嵌入式Linux设备驱动程序的开发[J]. 肖杰,李仁发,徐成.  科学技术与工程. 2006(03)
[7]基于嵌入式Linux的设备驱动程序开发[J]. 李驹光,郑耿.  电脑编程技巧与维护. 2005(11)
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[10]USB总线信号环境分析[J]. 齐志才.  微型机与应用. 2003(08)



本文编号：3559781