達(dá)芬奇(DaVinci™)技術(shù)是一種專門針對數(shù)字視頻應(yīng)用、基于信號處理的解決方案,能為視頻設(shè)備制造商提供集成處理器、軟件、工具和支持,以簡化設(shè)計進(jìn)程,加速產(chǎn)品創(chuàng)新。
TMS320DM644x 數(shù)字媒體處理器 —— 基于 ARM926 處理器與 TMS320C64x+ DSP 內(nèi)核的高集成度 SoC。TMS320DM6446、TMS320DM6443 和 TMS320DM6441 處理器適用于視頻電話、車載信息娛樂以及 IP 機(jī)頂盒(STB)等應(yīng)用和終端設(shè)備。
TMS320DM643x 數(shù)字媒體處理器 —— 基于 C64x+TM DSP 內(nèi)核 TMS320DM6437、TMS320DM6435、TMS320DM6433 和 TMS320DM6431 處理器是低成本應(yīng) 用領(lǐng)域的解決方案,適用于車道偏離、防碰撞系統(tǒng)等車載市場應(yīng)用、機(jī)器視覺系 統(tǒng)、機(jī)器人技術(shù)和視頻安全監(jiān)控系統(tǒng)等。
TMS320DM647/TMS320DM648 數(shù)字媒體處理器 —— 專門針對多通道視頻安全 監(jiān)控與基礎(chǔ)局端應(yīng)用進(jìn)行了優(yōu)化,這些應(yīng)用包括數(shù)碼攝像機(jī)(DVR)、IP 視頻服務(wù)器、 機(jī)器視覺系統(tǒng)以及高性能影像應(yīng)用等。DM647 和 DM648 數(shù)字媒體處理器具有全面可編 程性,能夠為要求極嚴(yán)格的流媒體應(yīng)用提供業(yè)界的性能。
TMS320DM6467 數(shù)字媒體處理器 —— 一款基于 DSP 的 SoC,專為實時多格式高 清晰度(HD) 視頻代碼轉(zhuǎn)換精心打造,能在前代基礎(chǔ)上以僅十分之一的價格實現(xiàn) 10 倍 的性能提升。DM6467 集成了 ARM926EJ-S 內(nèi)核、C64x+ DSP 內(nèi)核,并采用高清視頻/影 像協(xié)處理器(HD-VICP)、視頻數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換引擎與目標(biāo)視頻端口接口。DM6467 可充分滿足 HD 轉(zhuǎn)碼方面的市場要求,非常適用于企業(yè)及個人市場的媒體網(wǎng)關(guān)、多點控制單元、數(shù) 字媒體適配器、數(shù)字視頻服務(wù)器以及安全監(jiān)控市場記錄器與 IP 機(jī)頂盒等應(yīng)用。
TMS320DM335 數(shù)字媒體處理器 —— 包括集成的視頻處理子系統(tǒng)以及 ARM926 處理器,時鐘速度為 135、216 MHz 或 270 MHz。DM335 處理器專門針對可視通用搖控控 制、因特網(wǎng)無線電廣播、電子書籍、可視門鈴以及數(shù)碼望遠(yuǎn)鏡等終端設(shè)備進(jìn)行了優(yōu) 化。DM335 處理器是一款低成本的低功耗處理器,能為不要求視頻壓縮與解壓縮的顯 示應(yīng)用提供圖形用戶界面。
TMS320DM355 數(shù)字媒體處理器 —— 包括集成的視頻處理子系統(tǒng)、MPEG-4/JPEG 協(xié)處理器以及 ARM926 處理器,時鐘速度為 135、216 MHz 或 270 MHz。DM355 專門針對 可視門鈴、嬰兒監(jiān)護(hù)器、數(shù)碼像機(jī)以及無線 IP 網(wǎng)絡(luò)攝像頭等終端設(shè)備進(jìn)行了優(yōu)化。該 款數(shù)字媒體處理器不僅可實現(xiàn)高清(HD) 視頻性能,而且其電池使用壽命還是當(dāng)今業(yè) 界性能相當(dāng)?shù)谋銛y式產(chǎn)品的兩倍,從而有助于推進(jìn)新一代便攜式高清(HD) 視頻產(chǎn)品 的市場增長。
開發(fā)人員可使用基于達(dá)芬奇技術(shù)的軟件與開發(fā)工具立即開始設(shè)計工作,這些用于簡化視頻應(yīng)用設(shè)計的軟件與開發(fā)工具包括:
數(shù)字視頻評估板(DVEVM) —— DVEVM 包含軟、硬件,使開發(fā)人員能夠立即評估達(dá) 芬奇處理器。DVEVM 非常全面,具備 MontaVista Linux Pro 4.0 演示版、驅(qū)動程序、編 解碼器引擎、評估編解碼器以及評估電路板。盡管采用 ARM926 處理器進(jìn)行開發(fā)工作 的客戶仍可利用 DVEVM 投入制造,但 TI 并不建議這樣做,也不提供相關(guān)支持。基于 DSP 進(jìn)行開發(fā)工作的客戶應(yīng)采用 DVSPB(介紹如下)進(jìn)行制造。
可用的 DVEVM:
TMS320DM6446 DVEVM (TMDSEVM6446)
TMS320DM355 DVEVM (TMDXEVM355)
TMS320DM6467 DVEVM (TMDXEVM6467)
數(shù)字視頻開發(fā)平臺(DVDP)——DVDP 可幫助您立即評估基于 DSP 的達(dá)芬奇技術(shù)數(shù) 字媒體處理器。DVDP 包括生產(chǎn)就緒型 DSP/BIOS™ 內(nèi)核、驅(qū)動程序、編解碼器引擎、 評估編解碼器、Code Composer Studio IDE 和評估電路板。DVDP 為開發(fā)人員提供了在 整個設(shè)計周期中可資利用的綜合平臺。我們僅建議 TMS320DM6437 與 TMS320DM648 客戶使用 DVDP。
可用的 DVDP:
TMS320DM6437 DVDP(TMDXVDP6437)
TMS320DM648 DVDP (TMDSDVP648)
字視頻技術(shù)無疑將重塑整個電子行業(yè)的面貌。當(dāng)然,數(shù)字視頻技術(shù)也正在使我們的視頻體驗、傳輸以及交互方式發(fā)生著深刻的變化,開始進(jìn)入汽車、計算機(jī)、移動電話及網(wǎng)絡(luò)。過去,工程師們在實施數(shù)字視頻時選擇非常有限,硬連線以及基于ASIC的方案總是限制著器件的用途、功能,以及它們的自適應(yīng)性;雖然專用器件的靈活性稍高于ASIC,但是,面對日新月異的多媒體標(biāo)準(zhǔn)與應(yīng)用,它們的效用仍然很有限;而且缺少具有足夠性能、成本足夠低、靈活性足夠高的數(shù)字視頻開發(fā)平臺。
為了解決這些難題,德州儀器公司提供了一種很好的解決方案,即基于達(dá)芬奇(DaVinci)技術(shù)及其產(chǎn)品(如TMS320DM6446),以簡化數(shù)字視頻創(chuàng)新。包括兩個基于數(shù)字信號處理器(DSP)的片上系統(tǒng)(SoC)以及多媒體編解碼器、應(yīng)用編程接口(API)、框架與開發(fā)工具等。這些集成型組件是業(yè)界最早推出的、完整的開放式平臺產(chǎn)品,無需具備廣泛的數(shù)字視頻技能即可實現(xiàn)數(shù)字視頻創(chuàng)新。對采用達(dá)芬奇技術(shù)的產(chǎn)品而言,為應(yīng)用添加視頻功能變得像API編程一樣簡單,不僅可為OEM廠商節(jié)約數(shù)月的開發(fā)時間,而且還能大幅降低整體系統(tǒng)成本。
達(dá)芬奇(DaVinci)技術(shù)
達(dá)芬奇技術(shù)由達(dá)芬奇處理器、達(dá)芬奇軟件、達(dá)芬奇開發(fā)工具和達(dá)芬奇技術(shù)支持系統(tǒng)等組件優(yōu)化構(gòu)成。其中,達(dá)芬奇處理器基于業(yè)界性能的DSP平臺-TI TMS320C6000,利用了TI的C64x+ DSP內(nèi)核。達(dá)芬奇處理器包含基于可擴(kuò)展、可編程DSP的SoC(可從DSP與ARM內(nèi)核進(jìn)行定制),同時還包含優(yōu)化的加速器與外設(shè),以全方位滿足各種數(shù)字視頻終端設(shè)備對價格、性能以及功能等多方面的需求。
運行于達(dá)芬奇處理器之上的達(dá)芬奇軟件充分利用芯片資源。其內(nèi)置于可配置的框架內(nèi),通過流行操作系統(tǒng)內(nèi)部已公布的API提供,以實現(xiàn)快速的軟件實施。
達(dá)芬奇技術(shù)為各種應(yīng)用領(lǐng)域及設(shè)計提供一系列工具與套件,其中包括:低成本入門工具、完整的開發(fā)套件以及參考設(shè)計,以加速OEM廠商的設(shè)計與開發(fā)進(jìn)程。ARM/DSP集成開發(fā)環(huán)境(IDE)、操作系統(tǒng)工具以及DSP工具使開發(fā)人員能夠在熟悉的環(huán)境中編程,同時還能獲得達(dá)芬奇技術(shù)的優(yōu)勢。
為了加速OEM廠商的產(chǎn)品上市進(jìn)程,達(dá)芬奇技術(shù)的支持體系包括端到端視頻環(huán)境、系統(tǒng)集成商、以及具備達(dá)芬奇技術(shù)知識和視頻系統(tǒng)知識的軟硬件解決方案供應(yīng)商。TMS320DM6446芯片就是達(dá)芬奇(DaVinci)技術(shù)的杰出代表。
TMS320DM6446的結(jié)構(gòu)特點
TMS320DM6446的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。
結(jié)構(gòu)特點
�。�1)高性能。采用低功耗、高性能的32位TMS320C64x內(nèi)核和ARM926EJ-S內(nèi)核,工作頻率分別高達(dá)594MHz和297MHz;支持多媒體處理技術(shù),采用的是TMS320C64x DSP內(nèi)核,增強(qiáng)了對視頻和音頻的解碼能力。
�。�2)低功耗。多電源管理模式,雙內(nèi)核電壓供給為1.6V;ARM926EJ-S內(nèi)核具有16KB指令和8KB數(shù)據(jù)Cache,TMS320C64x DSP內(nèi)核具有32KB程序RAM/Cache、80KB數(shù)據(jù)RAM/Cache及64KB未定義RAM/Cache;支持3.3V或1.8V的I/O接口和存儲器接口。
�。�3)專用的視頻圖像處理器和視頻處理子系統(tǒng)。專用的視頻圖像處理器用于對視頻數(shù)據(jù)處理;視頻處理子系統(tǒng)包括1個視頻前端輸入接口和1個視頻末端輸出接口,視頻前端輸入接口用于接收外部傳感器或視頻譯碼器等圖像,視頻末端輸出接口輸出圖像到SDTV、LCD、HDTV等顯示屏上。
�。�4)存儲容量。有256MB的32位DDR2 SDRAM存儲空間,128MB的16位FLASH存儲空間。
�。�5)眾多的外設(shè)。64通道增強(qiáng)型DMA控制器;串行端口(3個UARTs、 、SPI、音頻串口);3個64位通用定時器;10/100M以太網(wǎng);USB2.0端口;3個PWM端口;多達(dá)71個通用I/O口;支持MMC/SD/CF卡等。
�。�6)時鐘控制。時鐘源:27MHz系統(tǒng)振蕩器;24MHzUSB振蕩器。
ARM926EJ-S內(nèi)核
ARM926EJ-S內(nèi)核是采用管道化流水線的32位RISC處理器,同時配備Thumb擴(kuò)展。它能夠處理32位或16位的指令和8位、16位、32位的數(shù)據(jù)。它通過使用協(xié)處理器CP15和保護(hù)模塊使體系結(jié)構(gòu)得到增強(qiáng),并提供數(shù)據(jù)和程序內(nèi)存管理單元(MMU)。
MMU具有兩個64項的轉(zhuǎn)換旁路緩存器(TLB)用于指令和數(shù)據(jù)流,每項均可映射存儲器的段、大頁和小頁。為了保證內(nèi)核周期的存取指令和數(shù)據(jù),提供了獨立的16K字節(jié)指令Cache和8K字節(jié)數(shù)據(jù)Cache,指令和數(shù)據(jù)Cache都是通過VIVT四路連接。另外,還提供一個寫緩沖用于提升內(nèi)核性能,其緩沖數(shù)據(jù)容量高達(dá)17字。
TMS320C64x DSP內(nèi)核
TMS320C64x DSP內(nèi)核構(gòu)建在VelociTI.2體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上,是VelociTI.2體系結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步增強(qiáng),以其C64x內(nèi)核的先進(jìn)超長指令字(VLIW)結(jié)構(gòu),獲得當(dāng)前應(yīng)用設(shè)備所需要的極高性能。
在結(jié)構(gòu)上其特點為:1)C64x片內(nèi)有2個數(shù)據(jù)通道、8個功能單元和2個一般目的寄存器文件(A和B)。而8個功能單元和2個寄存器文件又分成了相同的兩組,每組占用一個數(shù)據(jù)通道。兩個數(shù)據(jù)通道之間包含有兩個數(shù)據(jù)交叉通路。2)C64xDSP采用超長指令字(VLIW),即在每個時鐘周期可提供8條32位指令,總字長為256位的指令包同時分配到8個并行處理單元。在594MHz的時鐘頻率下,當(dāng)片內(nèi)8個處理單元同時運行時,其處理能力可以達(dá)到4800MIPS。3)C64x DSP具有雙16bit擴(kuò)充功能,芯片能在一個周期內(nèi)完成雙16位的乘法、加減法、比較、移位等操作。C64x通過把DSP運算壓縮在較少的周期里,加速通信和圖像應(yīng)用。在增強(qiáng)并行性的擴(kuò)展中,四組8位/兩組16位指令允許每秒進(jìn)行約90億次8位乘法上累加周期(MAC)運算。
系統(tǒng)控制功能
TMS320DM6446微處理器的系統(tǒng)控制模塊提供了看門狗(WT)、中斷控制器、電源管理控制器、復(fù)位控制器及2個片上振蕩器。
視頻處理子系統(tǒng)(VPSS)
TMS320DM6446中的視頻處理子系統(tǒng)有兩個接口,分別為用于視頻輸入的視頻前端輸入(VPFF)接口和用于圖像輸出的視頻末端輸出(VPBE)接口。
視頻前端輸入(VPFE)接口由1個CCD控制器(CCDC)、1個預(yù)處理器、柱狀模塊、自動曝光/白平衡/聚焦模塊(H3A)和寄存器組成。CCD控制器可以與視頻解碼器、CMOS傳感器或電荷耦合裝置連接;預(yù)處理器是一個實時的圖形處理器,它把CMOS或CCD得到的原始圖形從RGB(三原色)轉(zhuǎn)變?yōu)閅UV4:2:0編碼;柱狀模塊和H3A模塊則提供原始圖形信息。
視頻末端輸出(VPBE)接口由1個在線視頻顯示處理器(OSD)和1個視頻編碼器組成。在線視頻顯示處理器既能夠顯示兩組獨立的視頻窗口或兩組獨立的OSD窗口,還可以以1個視頻窗口、1個OSD窗口和1個屬性窗口的形式顯示。視頻解碼器以54MHz進(jìn)行D/A轉(zhuǎn)換,可以提供NTSC/PAL、S等格式的視頻或音頻輸出。
電源管理
TMS320DM6446有三種電源管理模式:備用電源模式、低功耗運行模式和正常運行模式。備用電源模式下運行的功耗是的,DSP核和視頻處理器子系統(tǒng)都不運行,除了通用I/O、UART和PWM運行以外,其他的外設(shè)都不運行,而且只有27MHz時鐘工作。低功耗模式下,僅僅運行一些ARM的基本功能,DSP核和視頻處理器子系統(tǒng)也都不運行,除了通用I/O、UART、PWM、SPI和定時器運行以外,其他的外設(shè)都不運行,而且也是只有27MHz時鐘工作。正常運行模式下,除了所有的模塊和外設(shè)都可以運行外,兩個時鐘也正常運行。
外部存儲器接口
在TMS320DM6446中有與幾種形式的外部存儲器接口:異步EMIFA(NOR Flash、SDRAM)、NARD Flash以及CF卡等。異步EMIFA包括1個8位或16位數(shù)據(jù)線,1個24位地址總線,4個專用片選線,支持的存儲接口有NAND、ATA/CF、主機(jī)端接口。NAND接口包括的存儲類型有NAND卡、SM卡和xD卡。DDR2存儲控制器用于與16位或32位的DDR2 SDRAM連接。DDR2 SDRAM在達(dá)芬奇(DaVinci)技術(shù)中有很重要的作用,它可以用來緩沖視頻輸入圖形數(shù)據(jù),作為OSD的緩沖器,存儲ARM和DSP代碼等。
外圍控制模塊
TMS320DM6446有3個64位通用定時器和3個PWM模塊。其中定時器0和1具有32位通用定時器模式,定時器2具有WD模式以及產(chǎn)生ARM和DSP中斷,產(chǎn)生EDMA同步事件。而PWM模塊既可以作周期性記數(shù),也可以作重復(fù)記數(shù)。
TMS320DM6446微處理器有64個獨立的通道DMA控制器。DMA控制器用于可響應(yīng)內(nèi)部和外部設(shè)備的請求。在MPU TI926(ARM926EJ-S)運行條件下,完成外部寄存器/內(nèi)部寄存器和外部設(shè)備之間的數(shù)據(jù)傳輸。DMA的設(shè)置取決于MPU TI926(ARM926EJ-S)內(nèi)核。
GPIO外設(shè)控制器可以配置通用管腳為輸入或輸出。當(dāng)配置為輸出管腳時,寫內(nèi)部寄存器可以控制輸出管腳的狀態(tài)。當(dāng)配置為輸入管腳時,可以通過讀內(nèi)部寄存器的狀態(tài)位知輸入的狀態(tài)。此外,GPIO外設(shè)可以產(chǎn)生CPU中斷和DMA事件。GPIO管腳以16個為一列,它支持的功能如下:54個1.8V GPIO管腳和17個3.3V GPIO管腳;從O列開始每列有8個GPIO[0:7]中斷,可以在上升沿或下降沿觸發(fā)中斷等。
TMS320DM6446支持多種串行接口:(1)3個UART接口,其中UART2具有的功能是:對于接收器和發(fā)送器的FIFO有16個字節(jié)的存儲空間,DMA既可以接收數(shù)據(jù)也可以發(fā)送數(shù)據(jù),在自動控制時可編程自動發(fā)送請求和自動清除請求,還具有內(nèi)部診斷功能。(2)SPI外設(shè),它提供一個可編程長度寄存器,通過3或4線接口與其他SPI設(shè)備連接。(3) 接口,可以與遵守總線2.1規(guī)約的其設(shè)備連接。在模式下通過2條串行總線可以發(fā)送/接收8位數(shù)據(jù)。(4)音頻串行接口(ASP),ASP模塊具有的功能為:全雙工通信,直接與媒體數(shù)字信號編解碼器、A/D、D/A等連接。
此外,還有USB2.0接口,USB2.0具有以下特點:作為外設(shè)時可達(dá)到高速480Mb/s和全速12Mb/s傳輸,作為主機(jī)時可以進(jìn)行高速、全速和低速傳輸,與標(biāo)準(zhǔn)的UTMI+ PHY接口連接,F(xiàn)IFO中還有4K可編程RAM。
以太網(wǎng)控制器(EMAC)模塊在網(wǎng)絡(luò)與芯片間提供一個接口,支持10M/100M以太網(wǎng)的訪問,支持硬件流控制和QOS。
數(shù)據(jù)輸入/輸出管理(MDIO)模塊是用于管理與芯片相連的PHY設(shè)備。主機(jī)軟件使用MDIO模塊配置每個PHY對應(yīng)EMAC的參數(shù),找回對應(yīng)結(jié)果,以便于在EMAC模塊配置所需的參數(shù)。
達(dá)芬奇技術(shù)及其芯片的應(yīng)用和開發(fā)前景
由于達(dá)芬奇技術(shù)成功實現(xiàn)數(shù)字視頻需要四大要素的進(jìn)步,即:處理器、開發(fā)工具、軟件以及系統(tǒng)技術(shù),因此達(dá)芬奇技術(shù)為數(shù)字視頻的當(dāng)前變革打下基礎(chǔ)。
顯著降低系統(tǒng)成本
達(dá)芬奇技術(shù)利用數(shù)字信號處理與集成電路技術(shù)來提供高度集成的片上系統(tǒng)(SoC),集成了可編程數(shù)字信號處理器(DSP)內(nèi)核、ARM處理器、視頻加速協(xié)處理器、存儲器、I/O帶寬、平衡的內(nèi)部互連以及專用外設(shè)組合,使硬件材料清單成本降低了50%。
集成代碼的數(shù)字視頻子系統(tǒng)的 硬件和軟件
為了真正意義上地讓開發(fā)人員克服最初的障礙并且加快產(chǎn)品上市進(jìn)程,完整的達(dá)芬奇軟件架構(gòu)涵蓋低級的OS驅(qū)動程序乃至應(yīng)用API,使開發(fā)人員無需投入過多力量編寫及優(yōu)化編解碼器或進(jìn)行DSP編程,即能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字視頻功能,從而使開發(fā)人員能夠?qū)⒕械介_發(fā)可化附加值的產(chǎn)品上來。例如,在過去開發(fā)電子器件時,即使是最基本的功能,工程師們也需要進(jìn)行柵極布局;而現(xiàn)在開發(fā)人員不再需要了解其視頻應(yīng)用中實施具體CODEC引擎(如:MPEG-2、H.263、WMA9)的細(xì)節(jié),開發(fā)人員無需修改上層應(yīng)用代碼即可以使用理想CODEC的API,顯著簡化視頻CODEC處理的具體低層次細(xì)節(jié),使開發(fā)人員可以立足于開發(fā)的功能性。
通過提供可隨時投產(chǎn)的軟件,如硬件驅(qū)動器、人工優(yōu)化的CODEC、以及用于管理網(wǎng)絡(luò)中音頻/視頻同步和數(shù)據(jù)流的應(yīng)用代碼的整體組合,達(dá)芬奇技術(shù)使開發(fā)人員無需了解如何編程DSP即可實現(xiàn)一流的視頻功能。
開放式的平臺開發(fā)
數(shù)字視頻系統(tǒng)的復(fù)雜性主要歸因于開發(fā)人員必須創(chuàng)建和管理的眾多組件。達(dá)芬奇技術(shù)通過提供開放式平臺來降低系統(tǒng)復(fù)雜性-在該平臺之上,TI及其第三方合作伙伴已經(jīng)開發(fā)和集成了構(gòu)成數(shù)字視頻系統(tǒng)所需要的各種組件。 達(dá)芬奇技術(shù)提供的開放式開發(fā)平臺同時也擴(kuò)展到了應(yīng)用程序。達(dá)芬奇軟件初始將支持Linux,將來會陸續(xù)支持其他操作系統(tǒng)。Linux支持的內(nèi)容包括外設(shè)驅(qū)動器、實時應(yīng)用管理、應(yīng)用級API以及可隨時投產(chǎn)的代碼。
結(jié)束語
達(dá)芬奇(DaVinci)技術(shù)是消費類電子產(chǎn)品領(lǐng)域的重大里程碑,能夠促進(jìn)新型數(shù)字視頻應(yīng)用市場的增長并使現(xiàn)有應(yīng)用更加簡單易用。
達(dá)芬奇(DaVinci)技術(shù)將充分滿足眾多新興的數(shù)字視頻創(chuàng)新產(chǎn)品對實時視頻的需求。這些應(yīng)用領(lǐng)域包括:視頻安全監(jiān)控系統(tǒng)、IP機(jī)頂盒、視頻會議、車載信息娛樂系統(tǒng)、便攜式媒體以及數(shù)碼像機(jī)等。
數(shù)字視頻技術(shù)無疑將重塑整個電子行業(yè)的面貌。當(dāng)然,數(shù)字視頻技術(shù)也正在使我們的視頻體驗、傳輸以及交互方式發(fā)生著深刻的變化。 其已開始進(jìn)入我們的汽車、計算機(jī)、移動電話以及網(wǎng)絡(luò)。 不過,帶來高品質(zhì)的娛樂享受僅是精彩剛剛開始!
過去,工程師們在實施數(shù)字視頻時選擇非常有限。硬連線以及基于ASIC的方案總是限制著器件的前途及功能,并且也限制它們的自適應(yīng)性。雖然專用器件的靈活性稍高于ASIC,但是,面對日新月異的多媒體標(biāo)準(zhǔn)與應(yīng)用,它們的效用仍然很有限�?删幊唐脚_雖然是延長產(chǎn)品使用壽命的最靈活的方法,但是,為了打入數(shù)字視頻技術(shù)市場,它們往往需要巨額的軟件開發(fā)投資。
將數(shù)字視頻嵌入式應(yīng)用中的首要難題是:實現(xiàn)視頻的復(fù)雜性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過簡單的圖象與音頻壓縮和解壓縮。 數(shù)字視頻可以采用形形色色的形式與格式, 開發(fā)人員需要支持繁雜的配置和各種不同的方面,如:不同的分辨率/顯示器尺寸、不同的比特率、實時問題乃至視頻源的可靠性等(例如,來自硬盤驅(qū)動器的視頻流與來自無線通信鏈路的視頻流的區(qū)別)。即使是那些看似簡單明了的任務(wù)--如高效管理音頻/視頻同步以及在IP網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)可靠的視頻傳輸,仍然會讓
開發(fā)人員傷透腦筋。雖然有些器件讓眾多應(yīng)用開發(fā)人員大喜過望,但是他們不得不支持多種標(biāo)準(zhǔn),其中包括那些必須著手指定的新標(biāo)準(zhǔn)。為了一窺這種靈活性的重要性,只需想一想H.264視頻CODEC的迅速部署和廣泛普及。
橫亙在許多工程師面前的主要障礙是缺少具有性能足夠多、成本足夠低、靈活性足夠高、唾手可得的數(shù)字視頻開發(fā)平臺。對于希望在新型應(yīng)用中集成視頻的工程師們來說,必須使用低成本的現(xiàn)成視頻子系統(tǒng)來降低視頻設(shè)計的復(fù)雜性。
而利用德州儀器(TI)的達(dá)芬奇(DaVinci)技術(shù)一切難題皆可迎刃而解!
什么是達(dá)芬奇技術(shù)
成功實現(xiàn)數(shù)字視頻需要四大要素的進(jìn)步,即:處理器、開發(fā)工具、軟件以及系統(tǒng)技術(shù)。由于能夠在集成這四種要素的平臺中實現(xiàn)數(shù)字視頻、音頻、語音與話音技術(shù),因此達(dá)芬奇技術(shù)可以為數(shù)字視頻的當(dāng)前變革打下基礎(chǔ)。
達(dá)芬奇技術(shù)充分利用了TI 25年的數(shù)字信號處理與集成電路技術(shù)來提供片上系統(tǒng)(SoC),這種系統(tǒng)針對靈活的數(shù)字視頻實施而進(jìn)行了精心優(yōu)化,擁有業(yè)界的性能并集成了可編程數(shù)字信號處理器(DSP)內(nèi)核、ARM處理器以及視頻加速協(xié)處理器。憑借高效的處理能力、存儲器、I/O帶寬、平衡的內(nèi)部互連以及專用外設(shè)組合,基于達(dá)芬奇技術(shù)的SoC能夠以的成本為視頻應(yīng)用提供理想的核心動力。
處理器自身只能用作數(shù)字視頻解決方案的基礎(chǔ)。管理數(shù)字視頻系統(tǒng)的所有組件是極其復(fù)雜的工程難題。對于許多應(yīng)用來說,數(shù)字視頻只是更為龐雜的系統(tǒng)的眾多組件之一。工程師隨意地在自視為基礎(chǔ)技術(shù)方面投入大把時間和資金的好日子已經(jīng)一去不復(fù)返了。
為了真正意義上地讓開發(fā)人員克服最初的障礙并且加快產(chǎn)品上市進(jìn)程,僅僅開發(fā)實施數(shù)字視頻的基礎(chǔ)芯片和軟件已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。 開發(fā)人員不僅需要處理器, 他們還需要能夠直接投入生產(chǎn)的理想代碼。換句話說,為了滿足其應(yīng)用的特定需求,開發(fā)人員還需要已經(jīng)集成到可配置或輕松編程的數(shù)字視頻子系統(tǒng)上的硬件和軟件。
正像匯編語言和C語言的過渡使開發(fā)人員能夠全力開發(fā)更功能性那樣,達(dá)芬奇技術(shù)使開發(fā)人員能夠擺脫數(shù)字視頻的具體技術(shù)細(xì)節(jié)�,F(xiàn)在,開發(fā)人員不再需要了解其視頻應(yīng)用中實施具體CODEC引擎(如:MPEG-2,H.263,WMA9)的細(xì)節(jié)。利用允許開發(fā)人員無需修改上層應(yīng)用代碼即可以使用理想CODEC的API,我們可以顯著簡化視頻CODEC處理的具體低層次細(xì)節(jié)。
擺脫CODEC的困擾是數(shù)字視頻廣泛普及的重要一步。當(dāng)開發(fā)人員可以立足于以前開發(fā)的功能性,創(chuàng)新就已經(jīng)來到他們眼前。例如,在過去開發(fā)電子器件時,即使是最基本的功能,工程師們也需要進(jìn)行柵級布局。許多年來,TI等公司始終致力于在硅芯片中集成功能,為超越自身功能期望的器件打下了基礎(chǔ),同時也降低了實現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)所所需要的工程量。例如,由于提供了顯著加快信號處理任務(wù)的計算引擎,DSP的問世已經(jīng)推動了數(shù)十載的技術(shù)創(chuàng)新。
利用達(dá)芬奇技術(shù),TI可以再度實現(xiàn)全新的創(chuàng)新水平。正是DSP的問世帶來了計算加速,因此達(dá)芬奇技術(shù)會以TI的DSP為基礎(chǔ)來提供應(yīng)用加速。開發(fā)人員不再需要了解各種音頻、視頻、影像以及語音CODEC背后的機(jī)制。
對于那些希望依靠DSP這棵大樹的開發(fā)人員來說, 機(jī)會仍然存在。 但是,達(dá)芬奇已經(jīng)使它成為備選,而非必備。通過提供可隨時投產(chǎn)的軟件,如硬件驅(qū)動器、人工優(yōu)化的CODEC、以及用于管理網(wǎng)絡(luò)中音頻/視頻同步和數(shù)據(jù)流的應(yīng)用代碼,達(dá)芬奇技術(shù)使開發(fā)人員無需了解如何編程DSP即可實現(xiàn)一流的視頻功能。
利用達(dá)芬奇技術(shù)進(jìn)行開方式的平臺開發(fā)
數(shù)字視頻系統(tǒng)的復(fù)雜性主要歸因于開發(fā)人員必
須創(chuàng)建和管理的眾多組件。為眾多組件編寫代碼并且管理其間的交互將大大增加集成一套完整系統(tǒng)的難度。
達(dá)芬奇技術(shù)通過提供開放式平臺來降低系統(tǒng)復(fù)雜性 - 在該平臺之上,TI及其第三方合作伙伴已經(jīng)開發(fā)和集成了構(gòu)成數(shù)字視頻系統(tǒng)所需要的各種組件。并且他們還集成了使任何工程師都能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)字視頻創(chuàng)新所需的軟硬件。
開放式平臺的效力是勿庸置疑的。例如,PC市場的開放式開發(fā)平臺已經(jīng)引發(fā)了預(yù)演愈烈的創(chuàng)新應(yīng)用的爆炸性增長。TI的OMAP平臺環(huán)境已經(jīng)將移動電話應(yīng)用開發(fā)提升到了一個新的高度 - 通過集成軟硬件,使軟件開發(fā)商仍然能夠利用現(xiàn)有的系統(tǒng),并集中精力開拓新市場及新的收入來源,如開發(fā)文本信息傳輸、鈴聲下載以及手機(jī)中的其他應(yīng)用等。
達(dá)芬奇技術(shù)將OMAP環(huán)境概念融入了廣泛的數(shù)字視頻應(yīng)用中。在芯片級,TI在視頻產(chǎn)品方面積累的技能以及歷史經(jīng)驗使其能夠開發(fā)出高度優(yōu)化的協(xié)處理器和開發(fā)工具,以擴(kuò)展其基于芯片的DSP技術(shù)能力。不過,開發(fā)人員無需費心如何針對自己的基本創(chuàng)新進(jìn)行編程和優(yōu)化代碼的細(xì)節(jié)問題。達(dá)芬奇技術(shù)通過更加簡單易用的標(biāo)準(zhǔn)API組合來實現(xiàn)對這些創(chuàng)新的利用 - 這些API允許輕松利用可隨時投產(chǎn)的編解碼器,從而使開發(fā)人員能夠?qū)⒕械介_發(fā)可化附加值的產(chǎn)品上來。
達(dá)芬奇技術(shù)提供的開放式開發(fā)平臺同時也擴(kuò)展了應(yīng)用程序。達(dá)芬奇軟件初始將支持Linux,將來會陸續(xù)支持其他操作系統(tǒng)。Linux支持的內(nèi)容包括外設(shè)驅(qū)動器、實時應(yīng)用管理、應(yīng)用級API以及可隨時投產(chǎn)的代碼。針對視頻而精心優(yōu)化的、基于集成的DSP、專用型開發(fā)工具、調(diào)諧驅(qū)動器、CODEC以及系統(tǒng)級應(yīng)用代碼的整體組合使開發(fā)人員能夠?qū)崿F(xiàn)完整而復(fù)雜的數(shù)字視頻系統(tǒng),僅需少量函數(shù)調(diào)用即可提供編解碼功能。
世界在變,而數(shù)字視頻現(xiàn)成的可用性一定會實現(xiàn)和激發(fā)我們聞所未聞的新應(yīng)用。不過,只有工程師潛心于開拓使用現(xiàn)有技術(shù)的新思路而無需煩勞做那些無用的重復(fù)開發(fā),創(chuàng)新才會成為可能。達(dá)芬奇技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了數(shù)字視頻背后的復(fù)雜細(xì)節(jié),工程師們所要做的就是輕松地為消費市場帶來低成本數(shù)字視頻。
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