计算机组成原理第8章鼠标专题介绍

1、鼠标专题介绍鼠标的发展简史及技术简介鼠标的功能：1、光标定位2、操作、左键的“单击”、左键的“双击”、左键的“按住并拖动”、右键的“单击”等等XY0，0（X1，Y1）早期的机械鼠标光学机械式鼠标 光电鼠标 光学鼠标 在1999年，微软推出一款名为“IntelliMouse Explorer”的第二代光电鼠标，采用微软与安捷伦合作开发的IntelliEye光学引擎 。而微软在后来则进行独立的研发工作并在2001年末推出第二代IntelliEye光学引擎 。光学鼠标就形成以微软和罗技为代表的两大阵营 。安捷伦科技虽然也掌握光学引擎的核心技术，但它并未涉及鼠标产品的制造，而是向第三方鼠标制造商提供光

2、学引擎产品，目前市面上非微软品牌，如罗技品牌的鼠标几乎都是使用它的技术。 光学鼠标 光学鼠标的透镜组件可分为棱光镜（左）和透镜（右）两部分 光学鼠标 光学鼠标内部的发光二极管 光学引擎 安捷伦S2020光学定位DSP芯片，每秒可分析6500帧/800dpi的图像。 光学鼠标的定位原理(x1,y1)(x2,y2)(x2,y2)(x1,y1)x=x2-x1xy=y2-y1y这就相当于鼠标左移了x，上移了y距离。然后将x,y映射到屏幕上，这就反映了鼠标在屏幕上的移动光学引擎光学引擎（Optical Engine）是光学鼠标的核心部件，它的作用就好比是人的眼睛，不断地摄取所见到的图像并进行分析。光学引

3、擎由CMOS图像感应器和光学定位DSP（数字信号处理器）所组成，前者负责图像的收集并将其同步为二进制的数字图像矩阵，而DSP则负责相邻图像矩阵的分析比较 ，并据此计算出鼠标的位置偏移。 光学引擎光学鼠标主要有分辨率和刷新频率两项指标，二者均是由CMOS感应器所决定，不过若分辨率、采样频率较高，所生成的数字矩阵信息量也成倍增加，对应的DSP必须具备与之相称的硬件计算能力才行 。世界上只有微软和安捷伦两家厂商才具有设计和制造能力。微软的光学引擎只是用在自家的光学鼠标产品身上，不对外出售，以此保证自己的技术优势 。光学引擎而安捷伦走的是供应商路线，向鼠标制造商提供感应器产品。罗技公司虽然在光学鼠标领

4、域举足轻重，但它并没有自行研制光学引擎，而是使用安捷伦的产品，只不过因拥有规模上的优势可以垄断安捷伦感应器的高阶产品线而已，罗技现有的MX510系列高阶鼠标便是使用安捷伦科技出品的“新型MX光学引擎（罗技公司的命名）”。 光学鼠标 光学鼠标 光学鼠标 控制芯片 控制芯片可以说是光学鼠标的神经中枢，但由于主要的计算工作由光学引擎中的定位DSP芯片所承担，控制芯片就不需要负责这部分工作。这样，它的任务就集中在负责指挥、协调光学鼠标中各部件的协调工作，同时也承担与主机连接的I/O职能，光学鼠标若要采用USB接口或者是蓝牙技术，关键就在于控制芯片。 控制芯片但总的来说，控制芯片也属于常规性部件，对光学

5、鼠标的实际性能没有什么影响，鼠标厂商完全可以自行设计，不过除了微软公司外，甚少有厂商愿意这么做，一般都是直接采用第三方公司的产品 。控制芯片罗技公司新推出的MX510系列便是采用Cypress Semiconductor公司的CY7C63743控制芯片，它组合了USB 1.1接口和PS/2外围控制器，具有8K EPROM。另外罗技公司也曾设计一款配合安捷伦H2000-A0214光学引擎的CP5919AM控制芯片，其功能与Cypress Semiconductor公司的CY7C63743差不多，这也是当前较流行的方案。同样，如果要使用红外传输、蓝牙之类的无线技术，控制芯片就必须整合相应的控制功能

6、才行。 控制芯片Cypress Semiconductor公司的CY7C63743控制芯片，用在罗技顶级的MX510光学鼠标上。 光学鼠标的指标分析 1分辨率：一般来说我们用dpi来表示鼠标的分辨率，dpi是指鼠标每移动一英寸，指针在屏幕上移动的像素数目举例来说，之前的800dpi鼠标就意味着，该产品每移动一英寸，鼠标指针在屏幕上就会移动800个像素。1英寸相当于2.54厘米。光标在屏幕上移动同样长的距离，分辨率高的鼠标在桌面上移动的距离较短，给人感觉“比较快”。光学鼠标的指标分析对光机鼠标来说，分辨率是由底部滚球的直径与光栅转轴直径的比例以及光栅栅格的数量共同决定的。滚球直径越大，光栅直径越

7、小，光栅栅格数量越多，分辨率就越高。一般说来，光机鼠标的灵敏度在300到600cpi之间，少数专业产品甚至可达到2000cpi以上。而对光学鼠标来说，分辨率高低就取决于感应器本身，目前主流光学鼠标的分辨率在400cpi/800cpi标准。 光学鼠标的指标分析 鼠标的分辨率并非越高越好，它必须与显示器的分辨率结合起来考虑。鼠标分辨率越高，屏幕上的移动速度就越快，倘若屏幕尺寸小、分辨率低，那么就感觉屏幕上的光标快速飞动而无法定位。但如果使用的是高分辨率、大尺寸屏幕，而鼠标分辨率很低，那么要将光标从一头移到另一头就会相当吃力，鼠标要在桌面上移动长长的距离才行，可用性很差。光学鼠标的指标分析 从实践经

8、验来看，若是1024768分辨率的屏幕，400cpi/800cpi指标较为适合，如果屏幕分辨率高于这一指标，800cpi的鼠标是必要的。 光学鼠标的指标分析 2采样频率 ：是光学鼠标独有的性能指标，它所指的是感应器每秒钟采集/分析图像的能力，单位为“帧/秒”。 安捷伦早期的H2000光学引擎的采样率只有1500帧/秒，也就是说它在一秒钟内只能采集和处理1500张图像，此时它所能追踪到鼠标的最快移动速度为14英寸/秒，倘若鼠标的移动速度超过这个范围，便会出现追踪失败，光标暂时消失的现象。光学鼠标的指标分析 这个弊端给游戏玩家们造成相当大的困扰：在CS、Quake3之类的竞技游戏中，玩家们往往需要

9、以30英寸/秒的高速度甩动鼠标，区区1500帧/秒采样频率显然无法满足要求。为此许多人认为光学鼠标不适合用来玩游戏，但后来光学引擎的发展让这一幕成为历史。 光学鼠标的指标分析 图像处理能力 ：图像处理能力所描述的实际上是光学引擎中定位DSP芯片的计算能力，它等于CMOS感应器的尺寸与采样频率的乘积。 以安捷伦科技的H2000引擎为例，感应器尺寸为2222=484像素，采样频率1500帧/秒，其图像处理能力就等于4841500=726,000，意思是每秒钟可处理72.6万个像素。 毫无疑问，图像处理能力高低是光学引擎实力的体现，目前新一代光学引擎拥有每秒580万像素的高超处理能力，远远高于第一代

10、产品 。3最大速度：最大速度：英寸/秒。如MX518的最大速度 40英寸/秒，这里说明的是，其光学芯片能够支持每秒钟移动40英寸的移动速度。这个数值说明MX518最大能接受使用者的手在每秒钟移动40英寸，也就是每秒移动40*2.54=101.6厘米。目前光学鼠标的主要指标目前光学鼠标分辨率达到800cpi，采样频率为6500帧/秒。最快追踪速度达到40英寸/秒（人手的极限移动速度为30英寸/秒）。让光学鼠标玩游戏时光标丢失的窘况成为历史，光学鼠标真正得以取代光机鼠标成为主流之选。人性化操作的技术革新 除了光学引擎的新进展外，鼠标本身的一些新技术也非常值得注意，其中以微软在2004年10月份推出

11、的“Tilt Wheel（中文称为纵横滚轮技术）”影响最大。 最初鼠标只有左右两个键，后来增加了中间的滚轮（非底部的滚球，注意概念区分）。在阅读文档的时候，用户可以滚动这个滚轮来快速上下卷动页面，因使用方便而深受用户喜爱。而纵横滚轮技术在此基础上增加了一个新的功能，除了可以上下卷动外，它还允许快速左右移动页面，用户只需要对滚轮施加向左或向右的压力令它朝向一侧倾斜即可。 人性化操作的技术革新 光学引擎只是鼠标的一个部件，并不反映鼠标的操作手感，在很多时候，一款设计科学、造型美观的产品往往会比单纯的性能优势更具诱惑力。光学鼠标使用中的几个问题 大家在使用光学鼠标的过程中通常会发现以下几个问题：在玻

12、璃、金属等光滑表面上；或者某些特殊颜色的表面上鼠标无法正常工作，表现为光标顿滞、颤抖、漂移或无反应，甚至光标遗失，这两个问题直到现也无法完全解决 。那么为何会出现这样的情况？ 光学鼠标使用中的几个问题光学鼠标的光学引擎通过接收反馈的图像来判定光标方位，如果移动表面过于光滑，很可能无法产生足够多的漫反射光线，这样感应器所接收到的反射光线强度很弱，令定位芯片无从判别，由此造成鼠标工作不正常的情况。 光学鼠标使用中的几个问题表面高度一致，如果是传统的光机鼠标，在上面可谓是移动如飞、得心应手，但对光学鼠标来说情况就非如此。高度一致的表面导致不同特征点的区别太小，感应器将其转换为数字信号后无法体现出差别

13、，定位芯片自然就很难进行比较处理，产生鼠标无所适从的结果，自然你也别指望它能够正常工作了。 光学鼠标使用中的几个问题感应器制造商可以通过增大CMOS感光器的尺寸来缓解这个问题。感光器的尺寸越大，拍摄到图像的分辩率精度也就越高，特征点的数量越多，定位芯片可比较的特征点就多，由此可作出较为准确的判断。当然，感应器尺寸增大意味着要处理的信息量更多了，定位芯片的运算能力也得同步提高才行。目前此种技术方案的代表是安捷伦科技的“MX光学定位引擎”，普通鼠标的感应器规格为2222像素，而“MX光学定位引擎”则增大到3030像素，可摄取的信息量增加了80%。 光学鼠标使用中的几个问题对于光学鼠标无法在某些颜色表面正常工作的问题（也称为“色盲症”），答案与上面的情况类似。光学引擎通过拍摄图像并比较差异来实现光标定位，而要拍摄图像就要求感应器可捕捉到一定