By PURPLELEC | 26 September 2024 | 0 评论
PCI和PCIe在视频采集卡中的应用
视频采集卡主板接口
目前主流的视频采集卡主板接口有两种，PCIe和USB接口。PCIe插槽位于机箱内部，每个插槽都有独立带宽，更适合多路视频采集；USB接口由于台式机和笔记本上的插槽是外置的，使用更方便，但最高数据传输速率低于PCIe。
PCI 和 PCIe 的历史和应用
PCI 是 Intel 公司在 1991 年推出的，当时叫 PCI 局部总线标准，之后成为标准总线，最先应用于服务器，后来逐渐应用于 PC 上。目前主板厂商很少在主板上提供 PCI 插槽，而是使用 PCIe。因此，除了一些低端卡或几年前开发的卡外，现在市面上大多数的视频采集卡都使用 PCIe 插槽。
PCI Express，正式缩写为PCIe，是新一代总线标准。早在2001年春天，Intel就提出用一种新的总线架构技术、多个芯片内部连接来取代PCI总线，这就是人们所称的第三代I/O。2001年底，Intel、AMD、DELL、IBM等20多家业界龙头企业开始起草这项新技术的规范，并于2002年完成，正式命名为PCI Express，简称PCIe。除了视频采集卡之外，PCIe接口还被广泛应用于固态硬盘、网卡、显卡、声卡等。
PCIe 相对于 PCI 的优势
PCIe能够取代PCI的主要原因有以下几点：
1、与PCI总线相比，PCIe的单通道传输速率大幅提升
2、PCIe 是串行总线，每个通道都有自己独享的带宽，通道之间不会互相影响。而 PCI 总线是并行总线，总带宽是固定的，因此随着通道数的增加，数据传输速率会变低。实际应用中，如果用户使用的是 PCIe 卡，即使多挂载一张卡，原来的数据传输速率也不会降低。如果用户使用的是 PCI 卡，多挂载一张卡，原来的数据传输速率就会下降。
PCI Express采用点对点传输，降低了硬件平台设计的复杂度和难度，从而大大降低了系统开发和制造的成本
视频采集所需的数据传输速率及PCIe传输速率
目前最为人熟知的 PCIe 接口类型有 PCIe x1、x4、x8 和 x16。PCIe x1 为单通道，PCIe x4 为四通道，每条 PCIe 通道的数据传输率为 250MB/S。理论上，PCIe x1 最高可传输 250MB/S，PCIe x4 最高可达到 1000MB/S（接近 1 GB/S），单条 PCIe x16 通道最高可传输 4GB/S。然而，受主板、芯片组、BIOS 等多种因素限制，目前没有一款 PCIe 设备能够达到理论传输速率。例如，采用 PCIe x1 的视频采集卡实际传输速率可达 200 MB/S，可以满足四路标清或单路高清视频采集的需求，而 PCIe x4 传输速率可达 780MB/S 至 800MB/S，可以满足标清、四路高清、单路超高清以及混合视频采集的需求。视频采集卡所需的数据传输速率和带宽决定了其采用何种类型的PCIe接口。以美乐威产品为例，多通道标清视频采集卡采用PCIe x1接口，四通道高清或单通道超高清视频采集卡采用PCIe x4接口。
PCIe 接口、插槽及“一台电脑安装多张卡"
计算机主板上可能存在兼容x1、x4、x8、x16的PCIe插槽，当用户需要将使用PCIe接口的卡连接到计算机时，只需要将卡插入相应的插槽即可。比如将使用PCIe x1的卡插入PCIe x1插槽。另外，PCIe卡只能插入与其物理尺寸相同或更大的插槽。因此，当PCIe x1插槽已被占用时，用户可以将使用PCIe x1接口的卡插入PCIe x4、x8或x16插槽，解决了插槽不足的问题。只要插槽足够，就可以将多张使用PCIe接口的卡插入主板并同时工作，这种功能称为一机多卡。在实际的视频采集中，在一台计算机中安装多张卡就可以同时使用多张采集卡进行视频采集。
PCIe 1.x、2.x、3.x
目前 PCIe 有三个版本：PCIe 1.x、PCIe 2.x 以及最新的 PCIe 3.x。PCIe 2.x 标准将 PCIe 1.x 的带宽提高了一倍，而 PCIe 3.x 则将 PCIe 2.x 的带宽提高了一倍。使用 PCIe 2.x 的卡可以插入 PCIe 1.x 插槽，但数据传输速率与 1.x 相同。在当今市场上，使用 PCIe 1.x 的设备仍然很受欢迎，使用 PCIe 2.x 的设备也正在不断涌现。虽然 PCIe 2.x 已经应用于显卡，但尚未应用于视频采集卡。的确，PCIe 1.x 完全可以满足标清视频采集的要求，但在采集高清或超高清视频时，使用 PCIe 2.x 设备的用户将享受到更快、更流畅的视频采集体验。博德越推出 PCIe 2.x 视频采集卡，开启 PCIe 2.x 时代。 PCIe 1.x和PCIe 2.x采集卡是为了满足用户不同的视频采集需求，使用PCIe 3.x的设备较少，估计PCIe 3.x还需要较长时间的开发和推广才能成为主流配置。
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