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Linux系统下USB摄像头驱动开发 01

Linux系统下USB摄像头驱动开发 01

介绍了在Linux系统下开发符合Video for Linux标准的USB摄像头驱动的方法,并对该标准提出“不间断采集”的改进思路,配合双URB、双帧缓冲等方法,提高采集速度。


     

       USB摄像头以其良好的性能和低廉的价格得到广泛应用。同时因其灵活、方便的特性,易于集成到嵌入式系统中。但是如果使用现有的符合Video for Linux标准的驱动程序配合通用应用程序,难以充分利用USB带宽,帧速不高,不易满足实时监控等要求。本文首先介绍在Linux系统下USB摄像头驱动编制的一般方法,然后说明在此基础上如何提高帧速。


       1 Linux系统中的USB 摄像头驱动程序
   


       USB设备驱动程序完全符合通用设备驱动的准则,不同的是内核提供了一些特别的API函数,方便驱动注册、销毁自己,例如usb_register()和usb_deregister();2.4版的内核还提供了对于hotplug的支持。


       1.1 USB摄像头驱动的一般编写方法
   


       摄像头属于视频类设备。在目前的Linux核心中,视频部分的标准是Video for Linux(简称V4L)。这个标准其实定义了一套接口,内核、驱动、应用程序以这个接口为标准进行交流。目前的V4L涵盖了视、音频流捕捉及处理等内容,USB摄像头也属于它支持的范畴。
   


       因此,USB摄像头的驱动应当与内核提供的视频驱动挂钩。即首先在驱动中声明一个video_device结构,并为其指定文件操作函数指针数组 .fops ,向系统注册。在应用程序发出文件操作的相关命令时,核心根据这些指针调用相应函数,并将该结构作为参数传递给它们。这样,就完成了驱动和核心之间的通信。例如:
   


static struct video_device vdev_template = {……}; //声明video_device,指出挂接驱动


static struct file_operations ov511_fops = {……};//声明本驱动的文件操作函数指针


struct video_device *vdev = video_devdata(file);//从文件指针中提取出video_device结构


   

       在video_device结构中,有一个私有指针priv,可以将它指向一块保留内存。在这块内存中,保存着本驱动、本设备的相关初始化信息。这块内存的申请、初始化、指针指向等工作都是在USB驱动的枚举函数.probe中完成。这样,在枚举函数将控制权返还给系统后,因为内核不销毁保留内存,所以驱动仍然保留着自己的信息。这点与Windows系统中WDM驱动有异曲同工之处。当然,在驱动卸载函数中,应当将申请的各块内存全部释放。

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