论文摘要
Windows MCE操作系统媒体中心的发布,为数字家庭的应用提供了平台。同时,它的应用还离不开软硬件的支持,设备驱动程序作为连接应用程序、硬件设备和操作系统的桥梁,把它们紧密联系在一起。多媒体数据流的处理是媒体中心应用的关键,微软为操作系统处理音视频数据流提供了内核流的支持,但传统的端口类驱动和流类驱动在内核流模型下只能分别对音频或者视频流进行处理,且对上层的DirectShow软件接口支持并不理想,属性设置较为繁琐。新一代的AVStream音视频流类驱动继承了WDM驱动架构的诸多优点,不仅为音视频提供了统一的内核流支持,驱动程序还可以通过COM组件为用户层软件增添设备的属性控制而无需修改任何驱动代码,与此同时,它还提供了对未来数字广播电视设备的支持。因此,新一代的AVStream音视频流类驱动具有很大的发展潜力。本论文以AVStream驱动程序的设计和开发为线索,首先介绍了流式驱动程序开发的技术背景,包括WDM驱动模型,Windows操作系统的内核流原理以及AVStream音视频流类驱动对象的层次关系和数据结构;然后,简要介绍了电视采集卡使用的音视频解码芯片和MPEG-Ⅱ编码芯片。本论文完成了对PCI接口的电视采集卡AVStream微驱动程序的设计和实现,其中包括Firmware与驱动程序之间的通信机制及加载流程,微驱动和硬件设备的初始化,驱动程序的DMA控制,中断服务程序,以及AVStream驱动的设备、过滤器和Pin对象的创建与描述,并说明了各内核过滤器的属性控制函数的设计。最后,本论文编写了电视采集卡驱动程序的INF文件;并对本设计的驱动程序进行了全面的测试。除在GraphEdit可视化环境中创建视频捕捉图表,验证驱动程序各过滤器的功能和属性设置能力外,还使用HCT工具对驱动程序的兼容性进行了测试。测试结果表明,设计较为满意的实现了电视采集卡驱动程序的各功能,能够通过用户层应用程序访问驱动程序中暴露出的属性控制;对Windows操作系统和其他硬件设备有比较好的兼容性,仅在VBI信号的处理和控制方面还需要进一步完善。目前,设计的驱动程序已被某些公司采用并到好评。
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摘要Abstract目录图目录表目录缩略语第一章 引言1.1 基于PC的视频采集技术的发展与现状1.2 Windows环境下的音视频采集驱动开发的背景1.3 课题内容和研究的意义1.3.1 课题内容1.3.2 课题研究的意义1.4 章节安排第二章 WDM基础理论和内核流相关技术2.1 Windows WDM技术简介2.1.1 WDM的基本结构2.1.2 设备初始化与分派例程2.2 内核流模型与其类驱动技术简介2.2.1 内核流原理与流类驱动2.2.2 AVStream音视频流类驱动2.2.3 BDA数字广播视频微驱动2.3 本章小节第三章 基于AVStream架构的微驱动原理3.1 AVStream的体系架构3.2 AVStream对象的层次关系与数据结构3.3 AVStream各对象的描述符3.3.1 设备对象描述符3.3.2 设备分派例程表3.3.3 过滤器对象描述符3.3.4 Pin对象描述符3.4 AVStream驱动的属性控制与数据管理3.5 本章小结第四章 PCI接口的电视采集卡AVStream驱动程序的设计与实现4.1 PCI接口电视采集卡的硬件4.1.1 视频AV解码芯片及MPEG-Ⅱ编码芯片4.1.2 电视采集卡的Firmware4.2 电视采集卡驱动的总体设计4.3 设备的初始化以及各分派例程的设计4.3.1 AVStream微驱动的初始化和Filter Factory的创建4.3.2 AVStream各过滤器相关对象的声明4.3.3 AVStream微驱动的各分派例程和硬件设备的初始化4.4 驱动程序中的DMA控制与中断设计4.4.1 DMA控制程序4.4.2 中断ISR例程与DPC4.4.3 驱动程序中的数据流安排4.5 Analog Tuner内核过滤器的设计4.5.1 Analog Tuner过滤器程序4.5.2 Analog Tuner过滤器的属性设置4.6 Analog TV Audio内核过滤器的设计4.7 Analog Crossbar内核过滤器的设计4.7.1 Analog Crossbar过滤器程序4.7.2 Analog Crossbar过滤器的属性设置4.8 Analog Capture内核过滤器的设计4.8.1 Analog Capture过滤器程序4.8.2 Analog Capture过滤器的Pins程序设计4.8.3 Analog Capture过滤器的属性设置4.9 Encoder内核过滤器的设计4.9.1 Encoder过滤器程序4.9.2 Encoder过滤器的属性设置4.10 本章小结第五章 电视采集卡驱动程序的测试5.1 电视采集卡驱动程序的测试思路与方案5.2 电视采集卡驱动程序的INF文件与安装过程5.2.1 INF文件的编写5.2.2 驱动程序的安装5.3 应用GraphEdit的过滤器软件测试5.3.1 GraphEdit的测试环境5.3.2 测试图表的构造及测试结果5.4 视频采集驱动程序的WHQL测试5.4.1 驱动程序与操作系统的兼容性测试及WHQL介绍5.4.2 电视采集卡驱动程序的WHQL测试与结果5.5 本章小结第六章 全文总结及未来研究方向6.1 全文总结6.2 下一步工作建议及未来研究方向致谢参考文献个人简历攻读硕士学位期间的研究成果
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