[发明专利]基于ReWorks操作系统的USB摄像头驱动实现的方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种摄像头驱动实现技术，具体地说是基于ReWorks操作系统的USB摄像头驱动实现的方法。

背景技术

龙芯系列处理器是是中国科学院计算所自主研发的通用CPU，其中龙芯1系列处理器面向工业控制、消费电子(手机/MP4/掌上电脑等)等嵌入式应用。龙芯1A芯片是基于GS232处理器核的高性价比单芯片系统，片内集成了32位处理器核、2D GPU、VGA和LCD显示接口、以及南桥芯片组功能。能够满足超低价位云终端、工业控制/数据采集、网络设备、消费类电子等领域需求。

ReWorks嵌入式操作系统是中国电子科技集团第32所基于“九五”、“十五”的技术成果自行研制、拥有全部源代码的嵌入式实时操作系统，适用于多种目标硬件环境（x86、mips）。ReWorks操作系统采用面向对象和微内核技术开发，具有强实时性、可裁剪性和可伸缩性，并提供了VxWorks兼容层。

USB 的高速传输速度和热插拔性使USB技术得到广泛运用，尤其在视频传输中，USB 将其优势发挥到最大。但目前对USB 摄像头驱动的研究大多基于Windows 和Linux 系统，目前尚没有对国产的嵌入式操作系统ReWorks系统下USB 摄像头驱动的研究。

USB 设备由硬件和软件两部分组成。硬件主要由主机控制器组成，负责USB 数据的传输；同时USB 设备内非易失性存储介质EEPROM上存放着关于USB 设备的软件信息，这些软件信息包括USB 设备的硬件信息、接口信息、端点信息、配置、信息以及对通信控制的信息。

每个USB 设备只有一个设备描述符，里面包含设备供应商的ID、产品ID 和修订ID、设备类别以及默认端点的最大数据包大小等信息；对于有多重功能的USB 设备，会有多个配置，可使其配置成不同的功能；每个配置下会有1 个或多个接口，在接口模式可以根据需要设置备用接口，指定端点的最大负载；每个接口下会有多个端点，端点是USB 设备和主机之间的通信接口，它指定了端点通信的地址、传输方向以及传输最大数据包的大小，根据最大数据包的大小，可以设置每次数据传输的最大负载。

ReWorks 系统下的USB 协议栈，USB 主控制器是底层硬件，主要有UHCI(Universal Host Controller Interface通用主机控制器接口) 和OHCI(Open Host Controller Interface开放式主机控制器接口)2 种类型，USB 主控制器驱动实现对底层USB主控制器的驱动，USB 主控制器驱动是USB D总线驱动和USB主控制器通信的桥梁；USBD 总线驱动为USB 客户软件提供API(Application Programming Interface应用程序设计)接口，为顶层访问底层提供了调用函数；顶层是USB 客户软件，是针对特定USB 设备的驱动程序。

发明内容　　

本发明的技术任务是针对以上不足之处，提供一种提高了视频采集和处理的效率，同时利用ReWorks 操作系统的硬实时性，进一步提高视频处理的实时性的基于ReWorks操作系统的USB摄像头驱动实现的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在ReWorks操作系统下，USB摄像头驱动实现包括如下步骤：

（1）、USB 摄像头的探测：ReWorks操作系统通过USB摄像头的类别对USB摄像头进行识别；

（2）、USB 摄像头的初始化：移植Linux 操作系统下的UVC开源程序到ReWorks操作系统中，通过UVC开源程序进行对USB 摄像头的初始化；

（3）、USB 摄像头数据的采集：ReWorks 操作系统下对USB 摄像头数据的采集通过发送IRP 请求来实现。

IRP（英文全拼initial receiving point，翻译为起始接收点）请求：上层应用程序与底层驱动程序通信时，应用程序会发出I/O请求，操作系统将相应的I/O请求转换成相应的IRP请求，不同的IRP请求会根据类型被分派到不同的派遣例程中进行处理。

在ReWorks操作系统下，USB摄像头驱动实现包括如下步骤：

ReWorks操作系统下，函数usbdClientRegister 是向主机注册一个VIDEO_CLASS 的设备名称，此函数在成功执行后会返回一个操作USBD 层的操作句柄usbdHandle，这个操作句柄用于以后对USBD 层API 函数的调用；