图像传输接口的发展及技术特点

图像传输接口的发展及技术特点

USB：(Universal Serial Bus，即通用串行总线)

1、发展

USB 1.0：

USB 1.0是在1996年出现的，速度只有1.5Mb/s，1998年升级为USB 1.1，速度提升到12Mb/s，在部分旧设备上还能看到这种标准的接口。USB1.1是较为普遍的USB规范，其高速方式的传输速率为12Mbps，低速方式的传输速率为1.5Mbps。

USB 2.0：

USB2.0规范是由USB1.1规范演变而来的。它的传输速率达到了480Mbps，折算为MB为60MB/s，足以满足大多数外设的速率要求。USB 2.0中的“增强主机控制器接口”（EHCI）定义了一个与USB 1.1相兼容的架构。它可以用USB 2.0的驱动程序驱动USB 1.1设备，即所有支持USB 1.1的设备都可以直接在USB 2.0的接口上使用而不必担心兼容性问题，而且像USB 线、插头等附件也都可以直接使用。

USB 3.0：

由Intel、微软、惠普、德州仪器、NEC、ST-NXP等业界巨头组成的USB 3.0 Promoter Group负责制定的新一代USB 3.0标准的理论速度为5.0Gb/s，实际只能达到理论值的50%，接近于USB 2.0的10倍。USB3.0的物理层采用8b/10b编码方式，理论速度4Gb/s，实际速度还要扣除协议开销，在4Gb/s基础上要再少点。可广泛用于PC外围设备和消费电子产品。

USB 3.1

USB 3.1 Gen2是最新的USB规范，该规范由英特尔等公司发起。数据传输速度可提升至10Gbps。与USB 3.0（即USB 3.1 Gen1）技术相比，新USB技术使用一个更高效的数据编码系统，并提供一倍以上的有效数据吞吐率。它完全向下兼容现有的USB连接器与线缆。

USB 3.1 Gen2兼容现有的USB 3.0（即USB 3.1 Gen1）软件堆栈和设备协议、5Gbps的集线器与设备、USB 2.0产品。

USB-IF最新的USB命名规范，原来的USB 3.0和USB 3.1将会不再被命名，所有的USB标准都将被叫做USB 3.2，考虑到兼容性，USB 3.0至USB 3.2分别被叫做USB 3.2 Gen 1、USB 3.2 Gen 2、USB 3.2 Gen 2x2 。

最新一代是USB 3.1，传输速度为10Gbit/s，三段式电压5V/12V/20V，最大供电100W 。

Type-C：

Type-C，是一种全新的USB接口形式，它伴随最新的USB 3.1标准横空出世。由USB-IF组织于2014年8月份发布，是USB标准化组织为了解决USB接口长期以来物理接口规范不统一，电能只能单向传输等弊端而制定的全新接口，它集充电，显示，数据传输等功能于一体。Type-C接口最大的特点是支持正反2个方向插入，正式解决了“USB永远插不准” 的世界性难题，正反面随便插。

2、技术特点

B是一种常用的PC接口，只有4根线，两根电源线和两根信号线，其信号是串行传输的，故USB 接口也称为串行口

2.可以热插拔。用户在使用外接设备时，不需要关机再开机等动作，可以直接将USB插上使用。

3.标准统一。常见的IDE接口的硬盘，串口的鼠标键盘，并口的打印机扫描仪等应用外设通过统一的USB标准与个人电脑连接，即形成USB硬盘、USB鼠标、USB打印机等。

4.可以连接多个设备。USB在个人电脑上往往具有多个接口，可以同时连接几个设备，如果接上一个有四个端口的USB HUB时，就可以再连上；四个USB设备，以此类推，最高可连接至127个设备。

1394接口：

1、发展

IEEE1394接口是苹果公司开发的串行标准，又称火线接口(Firewire)。FireWire完成于1987年，1995年被IEEE定为IEEE1394-1995技术规范，在制定这个串行接口标准之前，IEEE已经制定了1393个标准，因此将1394这个序号给了它，其全称为IEEE1394，简称1394。因为在IEEE1394-1995中还有一些模糊的定义，后来又出了一份补充文件P1394a，用以澄清疑点、更正错误并添加了一些功能。除此之外，还通过P1394b 讨论增加新功能的接口标准。作为一个工作组标准，P1394b是一个高传输率与长距离版本的IEEE1394，它的单信道带宽为800Mb/s。在这一方案中，一个重要的特性是，在不同的传输距离与传输速率下可以使用不同的传输媒介。

2、技术特点

（1）数字接口：数据能够以数字形式传输，不需数模转换，从而降低了设备的复杂性，保证了信号的质量；

（2）“热插拔”：即系统在全速工作时，IEEE 1394设备也可以插入或拆除，用户会发现，增添一个1394器件，就像将电源线插入其电气插座中一样容易；

（3）即插即用：无需设定ID（识别符）或终端负载，主节点可以动态确定；

（4）总线结构：采用读／写映射空间的结构，而不是IEEE1212标准规定的寻址发送数据方式，对于外部电缆和底板技术规格，都有详细规定；

（5）速度快：IEEE 1394标准定义了三种传输速率：98．304 Mbps，196．608 Mbps，392．216 Mbps。因为这三种速率分别在100 Mbps，200 Mbps，400 Mbps附近，所以标准中亦称之为S100，S200，S400。这个速度完全可以用来传输未经压缩的动态画面信号。而IEEE 1394．b标准正在研讨支持800 Mbps和1 600 Mbps的传输速率；

（6）兼容性好：IEEE 1394总线可适应台式个人机用户的全部I／O要求，并可以与SCSI并口（小型计算机系统接口）、RS232标准串口、IEEE 1284标准并口、Centronics接口、Apple's Desktop Bus等接口兼容；（7）接口设备对等（peer－to－peer），不分主从设备，都是主导者和服务者。其中有足够的智能用于连接，不需附加控制功能。如此便可不通过计算机而在两台摄像机之间直接传递数据，也可以让多台计算机共享一台摄像机；

（8）物理体积小，制造成本低，易于安装；

（9）非专利性：使用IEEE 1394串行总线不存在专利问题；

（10）价廉：适合于家电产品。IEEE 1394的价格降低，部分原因是通过串行数据传输来达到的，它采用了简化电子电路和电缆设计。其发送和接收器件作为标准芯片组提供，处理寻址、初始化、仲裁和协议。

(11) IEEE1394接口有6针和4针两种类型。6角形的接口为6针，小型四角形接口则为4针，主要定位在声音/视频领域，用于制造消费类电子设备，如数字VCR、DVD和数码电视等。

（12）1394接口的传输通过分层协议实现，分为物理层、链路层和处理层。其中处理层用于实现信号的请求和响应协议。串行总线管理(Serial Bus Manager)负责系统结构控制。

GigE

GigE是最新引进的标准界面，仍在定义设计中。GigE以1000Mb以太网路为基准，它供给大约108Mb 连续带宽（和500Mb以上的Camera Link相比），对于长度100公尺以上的标准，GigE最大的好处是信号线加上电路规格或转换器长度可达1000公尺以上。

2、技术特点

GigE Vision是一种基于千兆以太网通信协议开发的相机接口标准。在工业机器视觉产品的应用中，GigE Vision允许用户在很长距离上用廉价的标准线缆进行快速图像传输。它还能在不同厂商的软、硬件之间轻松实现互操作。

GigE Vision的优点：

(1)长度最长可伸展至100m（转播设备上可无限延长）

(2)带宽达1Gbit，因此大量的数据可即时得到传输

(3)可使用标准的NIC卡（或PC上已默认安装）