视频输出接口工作原理是什么？采用USB接口后有什么优点？

视频输出接口工作原理是什么？采用USB接口后有什么优点？

1.视频输出接口卡硬件结构和工作原理

1.1 视频输出接口卡的硬件结构

1.2 视频图像传输和存储显示

串行接口引擎智能SIE通过包排序、信号产生/检测、CRC产生/校验、NRZI数据编码、位填充和包标识产生/解码来处理USB通信协议，并保证传输到USB电缆上的数据字节以LSB开头。它使MCU从繁琐的USB协议中脱身，集中注意力放在控制数据的输入和输出。

1.3 工作原理

当USB设备第一次插入到USB接口时，FX2通过USB电缆自动枚举，并下载固件程序和USB描述符表；接下来，FX2二次枚举，根据下载的信息定义重新定义USB设备。这两个步骤称为再枚举，设备插入时就立即执行而没有提示。二次枚举以后主机可以通过控制管道和USB设备通讯，完成USB设备的端点配置等初始化工作，完毕，开始查询USB设备是否准备好。USB设备端MCU检测外部中断INT0（场信号跳变沿），若外部中断INT0发生，则转入外部中断服务子程序，应答主机，说明USB设备已经准备好接受数据，主机查询到此应答后，应用程序发一场图像数据到FX2，单片机检测到数据到达后，启动GPIF，然后GPIF独立于MCU将图像数据导入SRAM，一场图像传输完毕，结束GPIF，退出中断服务子程序，直到下一轮中断开始。D/A部分电路在场正程部分读取SRAM图像数据，并转换为模拟信号输出显示，而在场逆程中禁止读取SRAM.

2.固件（FIRMWARE）设计

固件是指固化在USB控制器中MCU的程序，它的主要功能是负责接收与处理主机发给设备的各种请求，并向主机返回设备的状态信息。FX2 系列的固件代码可以存储到主机中，设备上电复位以后通过USB电缆手动下载到FX2，这种方法易于升级，在系统的开发过程中很方便；固件代码可以固化到片外存储器EEPROM或者是ROM，设备上电以后，自动下载固件到片内RAM，这两种方法可以将系统固件做成产品，无须每次手动下载。

固件的程序框图如上所示。其中设备请求部分即为控制管道信息，是由单片机负责，而数据通道主要是通过GPIF操作，隔离了单片机的参与，提高数据传输速度。

SRAM硬件接口的时序图如下：

依据上面的波形图，我们只需要在S1结束的时候跳转S0 状态即可。将绘制的波形图应用GPIF TOOL转换为gpif.c文件，加入Project中，连接编译即可得到固件。

3.用户应用程序和USB设备驱动程序设计

FX2 系列CYPRESS公司提供了一个通用的USB驱动程序ezusb.sys，可以实现USB外设和应用程序之间的一般的通信和控制功能，开发者如果需要实现系统特有的通信和控制功能，必须在此基础上加以修改，比如，通用USB驱动程序每一次块传输数据大小必须小于64KB，而一般一幅图像数据的大小大于或者等于64KB，如果要求每次传输一幅图像到USB外设，则必须在通用USB驱动程序上加以改动。

此外还需要在驱动程序中添加下载固件部分，在USB外设上电以后，可以自动下载固件到FX2的RAM中，FX2二次枚举，主机正确识别USB外设。

用户的应用程序是操作系统和用户的接口，它以不同的参数调用驱动程序的函

数，控制USB外设，实现用户定义系统的各种功能：读写视频图像，利用控制管道的用户定义命令对FX2进行监控以及重新下载固件等等。

应用程序的程序框图如下：

4.结束语

针对视频图像同步输出实际需要，本系统采用USB 2.0的高速协议，CYPRESS公司的FX2 USB 控制器，使USB设备接口硬件简化，引入视频显示部分的场同步信号触发数据流，视频图像的显示结果标准平滑。本系统视频图像的传输速度严格依据PAL制为50场/秒，GPIF的接口速度为24MB/s.此外本系统可扩展性强，方便实用，稍加改动，可以将任何数据从主机高速导入外设，目前可以达到最大速度为23MB/s;如果加入视频采集部分电路，就可成为一个实时采集视频系统。

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