论文摘要：面向多路视频采集处理的PCI-E接口及驱动程序设计

随着视频传输系统中视频源数目的不断增多，传统的PCI总线已经难以满足多路视频传输对带宽和实时性的需求。因此，研究PCI-E高速总线在多路视频采集处理系统中的优化设计具有重要意义和实用价值。

本文以课题组自行研制的多路视频采集处理板为硬件平台，从PCI-E硬件布线、DSP接口程序和主机驱动程序三方面进行研究，实现了处理板与主机之间多路视频数据的高效传输，主要工作包括以下几个部分：

（1）完成了PCI-E高速总线的信号完整性仿真。本文针对PCI-E高速信号容易产生的反射和串扰等问题，采用Cadence PCB SI仿真工具建立仿真拓扑结构进行前仿真，并根据仿真结果确定了合理的传输线参数用于指导硬件布线，为PCI-E总线的PCB设计提供参考依据。经后仿真眼图验证，本文的PCI-E总线设计满足了信号完整性要求。

（2）提出了一种面向多路视频采集处理的数据快速传输方法。本文采用数据拼接技术实现压缩码流的透明传输，减少了软硬件的交互次数；通过分析多路视频间的独立性，借助视频预取方法实现视频数据的并发传输，有效缩短了视频数据的传输延迟。同时，为保证视频预取传输的高效性，WDM驱动程序采用多循环队列缓冲技术，提高了数据通路的交互速度。经验证，该方法比传统交互方式的效率提高约60%，且其DMA峰值速度达155MB/s，接近理论值的80%。

（3）设计了一种基于定时器自反馈技术的故障修复方法。本文针对多路视频传输系统中存在的DSP异常和驱动死锁等问题，内核驱动采用定时采集DSP状态信息、实时监测软硬件中断交互、强制取消超时IRP请求等方法，实现了驱动程序对通信故障的检测和修复，提高了视频传输系统的鲁棒性。经验证，该方法有效解决中断交互异常导致的驱动死锁问题。

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