1394技术及其在图像传输系统中的应用

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篇1：1394技术及其在图像传输系统中的应用

1394技术及其在图像传输系统中的应用

摘要：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，实现了基于1394的高速图像传输系统。介绍了1394高速串行总线的特性及原理及1394-PCI转接卡的硬件、软件设计。

关键词：1394高速串行总线 1394-PCI转接卡 设备驱动程序

当今的计算机外围设备都在追求高速性和高通用性，尤其在进行图像数据处理和传输时，数据的大指、高速、实时性对计算机与外设的接口提出了更高的要求。

目前新型总线接口有两种：USB和1394接口。它们都支持即插即用，具有易扩展、使用方便、成本低等特点。但在任何USB系统中，只能有一个主机，最多可接127个外设，在全速模式下的传输纺为500kbps～10Mbps。而相比之下1394显得更胜一筹。它支持点到点的传输，消除了主机处理器/内存瓶颈，具有可升级性，支持400Mbps、200Mbps和100Mbps传输率，单一总线支持63个节点，由于1394总线的高速性和独立于主机的操作能力，使它成为高多媒体设备接口的首选。

1 1394技术

IEEE 1394起源于苹果公司，又名FireWire，是为家用电器研制的一种高速串行总线标准，其目的是为了解决对速度要求很高的宽带设备的传输问题。(本网网收集整理)1995年12月，IEEE 1394-1994高速总线标准正式被IEEE标准委员会批准。

1.1 1394的主要特点

a.支持点对点传输。串行总线设备能自主执行事务，而不需要主机CPU的干预。

b.可扩展总线。可以将新的串行设备连接入总线节点提供的端口从而扩展串行总线。

d.热插拔。不需要系统断电就可以动态地加入或删除设备。

e.即插即用。每次加入或删除设备时，总线节点会自动配置，并且配置时不需要主机系统的干预。

f.巨大的映射至内存的地址空间。每个节点拥有256T字节的地址空间，每条总线上有16P字节地址空间。

1.2 1394原理

1394原理主要定义了以下几点：

a.1394总线的拓扑结构。1394串行总线的拓扑结构可以分为两种环境：底板环境和电缆环境。不同环境间总线的连接需要总线桥。电缆环境下的物理拓扑结构是无环网络结构，由电缆连接各节点间的端口，呈分支扩展，形成树状或菊花状的网络拓扑。底板环境中物理拓扑是多点接入（multidrop）的总线，总线上分布着多个连接器，允许节点直接插入，通过仲裁使各节点享用总线。

b.1394的物理接口。1394设备通过标准的六芯线缆来传输信号，如图1所示。其TPA/TPA*和TPB/TPB*为一对差分模式的信号线。VP、VG提供8～40V的电源，可以通过它们给其它的节点供电。

c.1394总线协议。在1394传输中，支持等时传输和异步传输事务，并将每次传输分解为一系列的小事和，有效地利用总线带宽。异步事务需要数据确认，总线协议要复杂些，它包括三种基本事务类型：读取、写入和锁定。每个事务由请求子事务和响应子事务组成。由于等时应用程序的性质，相关的总线事务十分简单，等时事务每隔125μs向目标节点发送数据并且需要任何回热。1394总线一共定义了12种事务类型的包格式，采用循环冗余校验（CRC）进行数据差错控制，有相应硬件和软件处理各类传输事务。

d.1394电源管理。电源管理涉及到单独节点或节点中元件的电源状态控制。1394定义了4种电源状态以及相应的CSR寄存器和ROM配置项，支持挂起/恢复机制，使节点在软件控制下处于低功耗。

2 系统硬件设计

2.1 图像传输系统总体设计

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序；由总线驱动程序完成该请求或者请求进一步传给端口驱动程序，然后返回执行状态。

3.3 应用程序设计

在高速图像传输系统中，应用程序是控制数据流的中心。采用VC++ 6.0和DDK实现，主要功能有：获取视频数据源、检测1394设备、总线管理、分配1394地址空间、设备等时资源和通道、完成1394传输。一次等时传输流程如图5所示。

4 应用前景

如前所述，由于1394的高速、灵活和可扩展性，使其在很多方面都大有用武之地，其中包括大容量存储器、视频会议、家庭网络、高速打印机、娱乐设备等。而且由于数字广播、因特网、家庭数字网络和高带宽的视频/音频传输需求，使得IEEE 1394迅速发展。

篇2：1394技术及其在图像传输系统中的应用

1394技术及其在图像传输系统中的应用

摘要：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，实现了基于1394的高速图像传输系统。介绍了1394高速串行总线的特性及原理及1394-PCI转接卡的硬件、软件设计。

关键词：1394高速串行总线 1394-PCI转接卡 设备驱动程序

当今的计算机外围设备都在追求高速性和高通用性，尤其在进行图像数据处理和传输时，数据的大指、高速、实时性对计算机与外设的接口提出了更高的要求。

目前新型总线接口有两种：USB和1394接口。它们都支持即插即用，具有易扩展、使用方便、成本低等特点。但在任何USB系统中，只能有一个主机，最多可接127个外设，在全速模式下的传输纺为500kbps～10Mbps。而相比之下1394显得更胜一筹。它支持点到点的传输，消除了主机处理器/内存瓶颈，具有可升级性，支持400Mbps、200Mbps和100Mbps传输率，单一总线支持63个节点，由于1394总线的高速性和独立于主机的操作能力，使它成为高多媒体设备接口的首选。

1 1394技术

IEEE 1394起源于苹果公司，又名FireWire，是为家用电器研制的一种高速串行总线标准，其目的是为了解决对速度要求很高的宽带设备的传输问题。1995年12月，IEEE 1394-1994高速总线标准正式被IEEE标准委员会批准。

1.1 1394的主要特点

a.支持点对点传输。串行总线设备能自主执行事务，而不需要主机CPU的干预。

b.可扩展总线。可以将新的串行设备连接入总线节点提供的端口从而扩展串行总线。

d.热插拔。不需要系统断电就可以动态地加入或删除设备。

e.即插即用。每次加入或删除设备时，总线节点会自动配置，并且配置时不需要主机系统的'干预。

f.巨大的映射至内存的地址空间。每个节点拥有256T字节的地址空间，每条总线上有16P字节地址空间。

1.2 1394原理

1394原理主要定义了以下几点：

a.1394总线的拓扑结构。1394串行总线的拓扑结构可以分为两种环境：底板环境和电缆环境。不同环境间总线的连接需要总线桥。电缆环境下的物理拓扑结构是无环网络结构，由电缆连接各节点间的端口，呈分支扩展，形成树状或菊花状的网络拓扑。底板环境中物

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篇3：浅谈COFDM技术在无线图像传输中的应用特性

浅谈COFDM技术在无线图像传输中的应用特性

本文主要介绍了COFDM技术在无线图像传输中的应用特点,与传统模拟无线图像传输技术对比突出的优点!以及该技术的应用领域.

作 者：吴恒 牛红喜  作者单位： 刊 名：中国科技财富 英文刊名：FORTUNE WORLD 年，卷(期)： “”(18) 分类号： 关键词：非视距   抗干扰性   高速移动  

篇4：GPS数据在图像传输中的应用

GPS数据在图像传输中的应用

以目标侦察系统为背景,介绍了GPs数据在模拟图像传输中的实际应用,包括GPS数据的提取方法和GPS数据与图像的叠加方法.在GPS数据的.提取部分,介绍了GPS定位数据的结构和GPS定位数据的提取办法;在GPS数据与图像的叠加部分,主要对其组成功能及软件控制中的关键步骤与细节进行描述.

作 者：尹君 李萌  作者单位：尹君(中国电子科技集团公司第三研究所)

李萌(北京航天自动控制研究所)

刊 名：航天制造技术 英文刊名：AEROSPACE MANUFACTURING TECHNOLOGY 年，卷(期)： “”(2) 分类号：V4 关键词：GPS   图像叠加   数据结构   行同步   场同步  

篇5：传输技术在信息通信工程中应用论文

当前，我国大部分地区都已经普及了网络信息技术，但由于不同地区经济发展情况的不同，因而其区域内的传输技术也存在着较大的差异性，导致了信息通信水平的不同。

只有不断的提升传输技术的手段和技术水平，才能更好的为信息通信工程提供更加优质与安全的服务。

篇6：传输技术在信息通信工程中应用论文

【摘要】随着科学技术的发展和社会经济的提升，在我国的通信工程中，传输技术越来越普及。

并且，传输技术也随之在进行着不断的发展与更新，并在一定程度上取得了一些成绩。

在通信工程中使用传输技术有利于通信工程的建设，提高信息通信的质量。

本文先就传输技术的特征进行了简单的阐述，而后就同步数字系列、波分复用这两种传输技术进行了分析与对比，并提出了传输技术在信息通信工程中对于长途干线传输网、本地骨干传输网、无线传输的应用。

篇7：传输技术在信息通信工程中应用论文

首先就传输技术的产品体积小、功能多、产品一体化的应用特征进行了简单的阐述，而后就同步数字系列、波分复用这两种传输技术进行了分析与对比，并提出了传输技术在信息通信工程中对于长途干线传输网、本地骨干传输网、无线传输的应用。

希望通过本文的分析，能够为相关的传输技术在信息通信工程中的应用，提供可更具个性化的参考意见和建议。

Tm1为Sync精确发送时间，Ts1为Svnc精确接收时间，Ts2为Delay_Req精确发送时间，Tm2为Delay_Req精确接收时间，Dms、Dsm分别为主站到从站及从站到主站的传输延时。

t1、t2分别为平均传输延迟和主站与从站之间的时钟偏差，那么有。

三、基于周期通信数据延时的加密策略

t1、t2均需在同步过程中计算出，且其计算参数和具体应用有关，涉及多方面因素，本质上具有一定不可预测性，可以作为加密密钥的来源。

目前采用IEEE1588作为同步算法的主流实时工业以太网均支持基于TDMA周期通信方式，以EPA-FRT协议为例：在具体应用中按一定的时间间隔划分出不同的通信宏周期，并由同步完成后的主站根据一定的机制把不同的通宏周期分配给不同节点，在此通信宏周期内只有获得报文发送权的节点可以进行报文发送，其它实时工业以太网的周期通信原理基本一致。

平均传输延迟t1和主站与从站之间的时钟偏差t2在同步过程中产生，假设在主站第1次发送svnc同步报文，从站x第1次接收到主站发送的Sync报文，并记录下接收时间Ts1，此时主站并不知道该时间，从站需要把Ts1随第1个Delay_Req报文发送给主站，主站接收到从站x发送的第1次报文Delay_Req后提取Ts1，并作为第2次向从站x发送报文的加密密钥，从站在收到该报文后利用先前保留的Ts1进行报文解密提取相关信息。

此时从站已经获得了可以计算时钟偏差及线路延时的全部参数。

利用公式(3)、公式(4)计算出t1、t2，并与主站时钟同步，开始正常的同期通信。

从站x把计算得到t1、t2，随从站第2需要发送的主报文一同发送回主站，该报文利用Ts1作为密钥进行加密。

主站在接收到从站x第2次发送的报文后，记录下接收时间戳，并利用Ts1作为密钥提取t1、t2，而此时的t1、t2则作为下次主站发送给从站x报文的加密密钥或主站组播报文中给从站x报文信息的加密密钥，后续的加密流程依次类推，其基本原理如图2所示，在周期通信中，每个通信周期需要更新一次线路延时及时钟偏差，并不需要单独的密钥产生工具。

只需在节点协议栈中各增加一个报文加密和解密模块，由于每次密钥的有效时间最多只有2个通信宏周期(主站发送加密报文，从站发送加密报文)，每个通信宏周期可以更新一次各从站与主站通信的加密密钥，且第一次加密成功后，以后所有报文处于加密状态，形成了准闭环的自加密体系，大大提高了系统的抗攻击性。

此加密策略和应用在多种实时工业以太网协议中，具有较高的实用价值。

篇8：传输技术在信息通信工程中应用论文

一、传输技术的应用特征

1.1产品体积小

在不断发展的科学技术之中，市场上的传输产品在制作时，正朝着体积越来越小的方向发展。

例如人们日常生活中现已都离不开的手机、光纤接受器等用于传输信息的工具，其体积在不断的缩小。

通过缩小产品的体积不仅便于人们的使用和携带，同时还可以降低其制作的成本。

由此看来，通信产品及其电子设备在未来会发展的越来越小，越来越灵巧，同时还会兼具多种传输功能。

1.2产品功能多

现如今，手机对于我们来说不再仅仅只是用于接收信息与打电话的工具了。

我们可以挺过手机进行网络交易、邮件传输等等。

通信产品的将几个独立设备分别完成的功能集中到了一起，大大的提高其传输技术，实现了多个功能的综合应用，使其产品的性价比得以飞速的提升，同时也降低了相关资源的消耗与浪费。

1.3产品一体化

在传输技术最开始应用的时候，通信设备就只能进行最基础的信息传输与信号的传送，通过多年的努力，现今的通信设备有了很多的功能，产品的一体化程度得到了相应的提升。

产品一体化的实现，不仅能够提高产品的价值，同时还能带动与之相关的经济效益。

有利于相关的监督管理人员对传输技术及设备进行及时的管理，以便日后更好的改进与完善传输技术。

二、两种传输技术概述

2.1同步数字系列(SDH)

SDH是一套可以同步进行信息传输、复用、分插和较差连接的标准化数字信号结构等级，在传输的媒质上可以实现同步信号的传送。

这种传输技术有着较强的网管能力、其比特率是统一的，且具有自愈保护环等。

这种技术可以在帧结构中固定网络传输的信号，而后对其进行复用，最终在光纤上进行有效的传导，再由光纤分配器进入相应的光纤信号，后再经过通信设备上的支路卡将其转化为电信号后，才可进入分插复用器中。

2.2波分复用(WDM)

WDM是将不同波长的光信号复用到一根光纤中来进行传送的，是一种光纤传输技术，这种技术进行数据传输的效率非常高。

不同波长的信号在同一个光纤上利用其合并器进行合并，在终端又利用分波器来分解这些信号。

同时，WDM系统与SDH系统还存在着一个较大的差异就是，WDM系统在传输时不需要借助光中继，就可以实现光信号的长距离传输。

依据上述对这两种传输技术的简述，本文将SDH系统与WDM系统的优缺点进行了简单的总结与归纳，如下表所示。

三、传输技术在信息通信工程中的`应用

3.1长途干线传输网

在过去相当长的一段时间内，SDH系统凭借其强大的网管系统、灵活电路以及同步复用的优势获得了极大的好评。

但是由于这个系统对于信号的色度反观、色散、偏振膜的色散等方面的要求较高，使得SDH系统在长途传输系统建设时由于网络容量扩大致使其成本增加。

慢慢地，SDH系统的发展也就越发的缓慢。

相对于SDH系统，WDM系统在波分复用上的优势更加的明显。

因此，人们将这两种系统进行统一、有机的结合，进而成就了新的网络传输系统用于长途干线。

这种新技术不仅使得传输系统的容量进行成倍的增加，同时也最大化的降低了网络传输的成本。

3.2本地骨干传输网

一般情况下，本地骨干传输网中的重要节点都分布于该区域的县中心或者市中心，通过安装管道在市区安装光缆。

但是由于光纤资源的制约，利用SDH系统来实现传输比较困难。

但是，由于本地网络的容量相对较小，因而就可以采用WDM系统来进行本地网络的传输。

这种传输技术的使用，可以产生极大的经济效益，同时对于网络的备份、维护、升级等方面的管理，都存在着巨大的发展潜力。

3.3无线传输的应用

无线传输是近几年发展起来的一种手段，它也属于通信工程中的一种，主要是利用电磁波来进行信息的传输。

利用无线传输的成本相对较低，且性能比较稳定。

现如今对于无线技术应用最为广泛的就是无线传输技术与监控技术的有机结合，可以对不同地点的信息进行及时的传输，并且能够在其终端形成视频数据的保存库，以便日后的检索。

同时，无线传输还具有较好的可拓展性，可以灵活的运用网络。

且不会对人们的住宅，办公区域造成影响，因而应用的十分广泛。

结束语：

随着科学技术的不断革新与发展，传输技术在未来将会更好的服务于信息通信工程。

我国近些年来在传输技术方面取得了一定的成绩，但是，与国外的技术相比还存在着加到的差距。

因此就需要通过不断研究新技术，将传输技术在信息通信工程中的优势给更好的发挥出来。