专利名称：一种通用数据传输系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种通用数据传输系统。
背景技术：
数据输出通道是计算机控制系统和各种智能仪器仪表、信号发生器、音视频播放机等进行数据传输的必备部件，随着科学技术的发展，对数据传输速率的要求日益提高，对各种用途的高速数据输出卡的需要越来越多，也越来越紧迫。计算机控制系统和很多高档智能仪器仪表、信号发生器、音视频播放机等都是以计算机为核心的，而计算机通用的快速总线主要有USB、PCI和PCIe等，这三种总线的传输带宽分别为
UUSB 3. 0传输速率理论带宽为5Gbps，实际带宽为(5Gbps*8/10)/8 = 500MB/s。2、PCI传输速率理论带宽为528 MB/s。3、PCIe传输速率表如下
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从上述数据即可看出，PCIe总线比其他总线传输速度要快得多。国内外通用性强、批量大的高端快速输出卡大多采用PCIe2. χ的16链路总线，有的甚至采用PCIe3. 0的16链路总线。但一些用途比较特殊、使用量不大的高端快速输出卡采用PCIe2. χ的16链路总线的就很少，采用PCIe3. 0的16链路总线的就更少，即使有其价格也奇高。主要原因如下第一，一般开发特殊用途、使用量不大的产品都采用FPGA，但FPGA有一个缺点即速度不够快， 并且在其它指标相同的情况下，FPGA系列里速度快的芯片要比速度慢的芯片贵得惊人，而 PCIe2. χ或PCIe3. 0的16链路总线速度太快，采用FPGA方案成本很高，对于一般商用产品没有竞争力，而采用ASIC方案虽然速度不成问题，但是若产品没有形成批量生产时，其制造成本很高。第二，由于PCIe2. χ或PCIe3. 0的16链路总线速度太快，开发人员要非常有经验，而且还要借助先进的开发工具和开发平台，这就使得PCIe2.x或PCIe3.0的16链路总线数据输出卡的开发存在开发难度大、开发周期长、开发费用高等缺陷，非常不适于产品用途特殊、生成数量不大、开发周期要求短而产品价格又不宜太高的情况。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种高速率传输数据的通用数据传输系统。本发明的技术方案如下
一种通用数据传输系统，包括计算机主机、以及至少一个数据传输装置，所述计算机主机上配置有至少一个显示器接口；所述计算机主机通过所述显示器接口与所述数据传输装置相连； 所述计算机主机，用于根据所述数据传输装置的传输速率要求，通过所述显示器接口向所述数据传输装置发送高速传输的数据；
所述数据传输装置接收所述计算机主机高速传输的数据，并将所述数据转换为与其相连的外部设备所需的数据形式输出。进一步地，所述计算机主机内包含至少一块显卡，所述显卡插接在所述计算机主机板的PCIe或AGP插槽上，所述显示器接口即为所述显卡的输出端口中的一个或多个。进一步地，所述计算机主机内包含至少一块显卡，所述显卡集成在所述计算机主机板上，所述显示器接口即为所述显卡的输出端口中的一个或多个。进一步地，所述计算机主机内包含集成有加速处理器的中央处理器，所述显示器接口即为所述加速处理器的输出端口中的一个或多个。 进一步地，所述计算机主机通过所述显示器接口向所述数据传输装置发送数据的传输速率不小于所述数据传输装置要求的传输速率。进一步地，依据每个显示器接口的数据传输速率以及数据传输装置要求的数据传输速率，确定所述通用数据传输系统所需的显示器接口的数目；
影响显示器接口传输速率的因素包括显示分辨率、显示刷新率和计算机显示模式。本发明的有益效果是
本发明技术方案配合数据传输装置的数据传输速率要求，设定至少一个显示器接口， 实现数据的高速传输。利用成熟的显卡技术，将显卡或者具有显卡功能的加速处理器作为传输数据的转接装置，就可通过显示器接口向数据传输装置发送满足其传输速率要求的数据。此外，本发明技术方案还减轻了数据传输系统的开发难度、缩短了开发周期、降低了开发成本。
图1为本发明通用数据传输系统的一种实现方式的构成示意图。
具体实施例方式以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。本发明的通用数据传输系统包括计算机主机1、以及至少一个数据传输装置30， 计算机主机1上配置有至少一个显示器接口。计算机主机1通过显示器接口与数据传输装置30相连。其中，计算机主机1，用于根据数据传输装置30的传输速率要求，通过显示器接口向数据传输装置30发送高速传输的数据。数据传输装置30接收计算机主机1高速传输的数据，并将数据转换为与其相连的外部设备所需的数据形式输出。数据传输装置可体现为数据传输卡、数据传输板、数据传输盒、数据传输箱等形式。为了实现计算机主机1与数据传输装置30之间的高速数据传输，计算机主机1上设置有至少一个显示器接口，显示器接口可以由以下三种具体方式实现。1.计算机主机1内包含至少一块显卡，显卡插接在计算机主机板的PCIe或AGP插槽上，显示器接口即为插接式显卡的输出端口中的一个或多个。也就是说，在插接式显卡的至少一个输出端口中，一个或者一个以上的输出端口为显示器接口。2.计算机主机1内包含至少一块显卡，此时，显卡与计算机主机板不是通过插接方式相连，而是计算机主机板上集成有显卡，即计算机主机板上含有嵌入式显卡，显示器接口即为嵌入式显卡的输出端口中的一个或多个。也就是说，在嵌入式显卡的至少一个输出端口中，一个或者一个以上的输出端口为显示器接口。如图1所示，在上述两种实现方式中，计算机主机1内的中央处理器10向显卡20 (包括插接式显卡以及嵌入式显卡)发送数据，进而由显卡20的输出端口将数据高速发送至数据传输装置30。3.计算机主机1内包含集成有加速处理器的中央处理器，即中央处理器内包含具有显卡功能的加速处理器(APU，Accelerated Processing Units)。显示器接口即为加速处理器的输出端口中的一个或多个。也就是说，在加速处理器的至少一个输出端口中，一个或者一个以上的输出端口为显示器接口。在本实现方式中，中央处理器向加速处理器发送数据，通过加速处理器的输出端口将数据高速发送至数据传输装置30。本发明技术方案就可避开直接开发高难度的PCIe2. χ或PCIe3. 0的16链路总线的专用数据输出卡，而是利用成熟的显卡技术，将显卡或者具有显卡功能的加速处理器作为传输数据的转接装置，就可通过显示器接口向数据传输装置30发送满足其传输速率要求的数据。本发明配合数据传输装置30的数据传输速率要求，设定至少一个显示器接口， 就可完成只有具有PCIe2. χ或PCIe3. 0的16链路总线的数据输出卡才能完成的高速率传输数据的功能。由于显卡技术很成熟，且已实现了规模化生产，被普遍应用，因此其价格不会太高，质量也容易得到保证。此外，因为显卡的输出/输入接口电路比PCIe总线电路要简单得多，因此，本发明中的数据传输装置30的研发要比含有PCIe总线电路的数据传输装置30 的研发容易得多。本发明技术方案除了实现了与含有PCIe2. χ或PCIe3. 0的16链路总线输出卡相同的数据传输速率，又减轻了开发难度、缩短了开发周期、降低了开发成本。为了满足数据传输装置30的传输速率要求，计算机主机1通过显示器接口向数据传输装置30发送数据的传输速率不小于数据传输装置30要求的传输速率。下面以插接式显卡以及数据传输卡为例，对本发明通用数据传输系统的工作过程进行简单介绍。首先，根据需要连接的外部设备要求的传输速率组建本系统。计算机主机1通过显示器接口向数据传输卡发送数据的速率应不小于外部设备要求的传输速率，即，显卡20 提供的数据传输速率要大于或等于外部设备要求的传输速率。1.设定每个显示器接口的数据传输速率，即设定显卡20每个输出端口的数据传输速率。显卡20上每个输出端口的数据传输速率是与显卡本身的性能参数有关的，主要包括显示分辨率、显示刷新率以及计算机显示模式。每个输出端口的传输速率具体计算方法如下
端口传输速率(字节/秒)=显示分辨率χ屏幕刷新率χ (3 X位深度/8)。其中， 显示分辨率，是指显示器所能显示的像素的多少。屏幕刷新率，就是屏幕每秒画面被刷新的次数。
位深度，是指RGB三种颜色各用多少比特表示，比如用8比特表示，则RGB三种颜色共用3X8比特表示。因为每8个比特为一个字节，所以要除以8。2.确定系统中需要的显示器接口数目，即需要的显卡输出端口的数目。设定好每个输出端口的数据传输速率之后，再根据显卡20含有输出端口的数目和数据传输卡需要的传输速率来确定组建系统需要的显卡20的数目，确切的说是确定系统需要的显卡输出端口的数目，确保多个输出端口的数据传输速率相加之和不小于数据传输卡需要的传输速率。例如，用于4K数字电影播放器的数据传输卡需要的传输速率Y= (4096 X 2160 ) X (24 帧)X (5 字节)=1061683200 (字节 / 秒)
如果每块显卡含有四个输出端口，四个输出端口设定的传输速率如下 X1= (1680*1050) X (60 帧)X (3 字节)=317520000 (字节 / 秒) X2= (1680*1050) X (60 帧)X (3 字节)=317520000 (字节 / 秒) X3= (1680*1050) X (60 帧)X (3 字节)=317520000 (字节 / 秒) X4= (1680*1050) X (60 帧)X (3 字节)=317520000 (字节 / 秒) 四个输出端口传输速率之和为1270080000 (字节/秒)，大于数据传输卡需要的 1061683200 (字节/秒)，所以只要一块上述性能的显卡就可满足本实例的要求，也就是计算机主机板上插接一块上述性能的显卡即可。在本例中为了使显卡各输出端口的输出速率之和与数据传输卡要求的输出速率更接近，还可调低上述任意输出端口的显示分辨率、屏幕刷新率、位深度等参数中的一项或多项。总之，显卡20提供的传输速率要满足( + +……+Xn)大于等于Y，η即是组建系统需要的显卡输出端口数目(即显示器接口的数目)，若显卡20上包含的输出端口数目大于等于η，则只需要一块显卡，否则需要多块显卡。如上述实例所述，显卡输出端口的传输速率可有如下设定情况。不同输出端口设定不同数据传输速率，这就可使显卡提供的数据传输速率与数据传输卡所需的数据传输速率尽量相匹配。或者，也可将不同输出端口的数据传输速率设定为统一的Xs，如果数据传输卡需要的传输速率正好是I的整数倍k，则显卡20提供的传输速率为kXs ；若数据传输卡需要的传输速率介于kXs和(k+l))(s之间，则显卡20提供的传输速率可以为(k+1) Xs，此时，显卡 20提供的数据传输速率大于数据传输卡需要的传输速率。或者，再设定一个特殊端口的数据传输速率Xt，则显卡20提供的传输速率为 kXs+Xt，此时，显卡20提供的数据传输速率更接近于甚至等于数据传输卡需要的传输速率。其次，数据传输装置利用数据传输系统进行高速的数据传输工作。如图1所示，组建完成本发明的通用数据传输系统之后，就可利用该系统实现高速数据传输。若干块显卡20接收计算机主机1内的中央处理器10发送的数据，并将该数据高速传输至数据传输装置30，数据传输装置30的输入接口应与显卡20的输出接口相匹配，因为数据传输装置30还要将接收到的数据转换为外部设备所需的数据形式，因此数据传输装置30的输出接口以及数据形式也要与外部设备相匹配。外部设备可以是智能仪器仪表、信号发生器、音视频播放机、计算机印刷制版或者大型高速机床等要求计算机与其保持高速连续数据传输的设备。
计算机主机1采用以下方法驱动显卡或具有显卡功能的加速处理器接收数据并进行相应的转接。一是利用操作系统提供的多显示器驱动功能与实现机制，编制应用程序， 实现把用户的数据经显卡或者加速处理器转接后送往数据传输装置30，再由数据传输装置 30最终把数据传输给外部设备。二是根据显卡提供商提供的显卡驱动程序接口，编写应用程序调用这些驱动程序来实现把用户的数据经显卡或者加速处理器转接后送往数据传输装置30，再由数据传输装置30最终把数据传输给外部设备。三是根据显卡提供商提供的硬件接口要求编写显卡驱动程序，由应用程序调用这些驱动程序来实现把用户的数据经显卡或者加速处理器转接后送往数据传输装置30，再由数据传输装置30最终把数据传输给外部设备。以上所述仅为本发明的较佳实施例子，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种通用数据传输系统，其特征在于，包括计算机主机、以及至少一个数据传输装置，所述计算机主机上配置有至少一个显示器接口；所述计算机主机通过所述显示器接口与所述数据传输装置相连；所述计算机主机，用于根据所述数据传输装置的传输速率要求，通过所述显示器接口向所述数据传输装置发送高速传输的数据；所述数据传输装置接收所述计算机主机高速传输的数据，并将所述数据转换为与其相连的外部设备所需的数据形式输出。
2.按照权利要求1所述的通用数据传输系统，其特征在于，所述计算机主机内包含至少一块显卡，所述显卡插接在所述计算机主机板的PCIe或 AGP插槽上，所述显示器接口即为所述显卡的输出端口中的一个或多个。
3.按照权利要求1所述的通用数据传输系统，其特征在于，所述计算机主机内包含至少一块显卡，所述显卡集成在所述计算机主机板上，所述显示器接口即为所述显卡的输出端口中的一个或多个。
4.按照权利要求1所述的通用数据传输系统，其特征在于，所述计算机主机内包含集成有加速处理器的中央处理器，所述显示器接口即为所述加速处理器的输出端口中的一个或多个。
5.按照权利要求1至4任一项所述的通用数据传输系统，其特征在于，所述计算机主机通过所述显示器接口向所述数据传输装置发送数据的传输速率不小于所述数据传输装置要求的传输速率。
6.按照权利要求5所述的通用数据传输系统，其特征在于，依据每个显示器接口的数据传输速率以及数据传输装置要求的数据传输速率，确定所述通用数据传输系统所需的显示器接口的数目；影响显示器接口传输速率的因素包括显示分辨率、显示刷新率和计算机显示模式。
全文摘要
本发明的通用数据传输系统包括计算机主机以及至少一个数据传输装置，计算机主机上配置有至少一个显示器接口。计算机主机通过显示器接口与数据传输装置相连。计算机主机用于根据数据传输装置的传输速率要求，通过显示器接口向数据传输装置发送高速传输的数据。数据传输装置接收计算机主机高速传输的数据，并将数据转换为与其相连的外部设备所需的数据形式输出。本发明技术方案利用成熟的显卡技术，将显卡或者具有显卡功能的加速处理器作为传输数据的转接装置，就可通过显示器接口向数据传输装置发送满足其传输速率要求的数据。此外，本发明技术方案还减轻了数据传输系统的开发难度、缩短了开发周期、降低了开发成本。
文档编号G06F3/14GK102207841SQ20111015390
公开日2011年10月5日 申请日期2011年6月9日 优先权日2011年6月9日
发明者刘和, 辛欣 申请人:辛欣