《DAVINCI技术剖析及实战实用开发指南 教学课件 ppt 作者 张亮_ 第1章》由会员分享，可在线阅读，更多相关《DAVINCI技术剖析及实战实用开发指南 教学课件 ppt 作者 张亮_ 第1章（71页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,第1章 绪 论,1.1 达芬奇技术概述 1.2 达芬奇技术的组成 1.3 达芬奇技术的优点 1.4 Codec Engine简介 1.5 小结,随着多媒体技术的不断发展和应用，数字视频以其不可阻挡的趋势渗入到人们的工作和生活中，并在商业、国防、公共事业等方面产生了巨大的应用价值。但是，数字视频的实现是一件很复杂的事情，这主要是因为：多媒体标准众多，而且还在不断地变化；现有数字视频的实现常基于特定的操作系统和硬件平台，会导致不可避免的重编码和修改；数字视频编码和操作方式具有多样性，因此导致开发者陷入细节而费时、费力。达芬奇(DAVINCI)技术的出现将使数字视频的实现得到极大的简化。,2005
2、年，TI公司推出了应用于数字视频领域的一种内涵丰富的综合体DAVINCI(达芬奇)技术。达芬奇技术以多处理器硬件结构(ARM+DSP)和开放软件结构为基础，具有高功能、低功耗等特点，能够快速、方便地开发含有数字视频应用的产品。 本章简单介绍了达芬奇技术的基本知识，描述了达芬奇技术的硬件处理器、达芬奇技术的软件和开发工具以及达芬奇技术的执行框架Codec Engine等。本章的内容有利于初学者对达芬奇技术有一个概括性的理解，并为后面几章的学习做一铺垫。,达芬奇技术实际上就是包含有针对数字音视频优化的基于DSP的系统解决方案，其中有四个基本组成，即芯片、软件、开发工具套件和支持，如图1.1所示。,
3、1.1 达芬奇技术概述,图1.1 达芬奇技术系统构成,达芬奇芯片是一个具有双核硬件结构(ARM+DSP)的单片系统，集成有TI高性能C64+核心DSP、ARM9核心处理器、视频前端处理器和视频加速器，还有非常丰富的外围设备，如数字视频、数字音频、高速网络、DDR2高速存储器、ATA硬盘和多种存储卡等接口。一方面，可编程的DSP、面向视频的硬件加速器以及实时的压缩-解压缩算法保障了其具有强大的计算能力；另一方面，基于RISC的ARM处理器为控制界面和用户界面提供了简便的编程支持。达芬奇技术以多处理器的硬件结构为基础，同时提供了开放的软件结构。,达芬奇技术建立在已有的嵌入式操作系统(例如Linux
4、)的驱动程序之上，因此，开发者不需要重新熟悉繁杂的API，从而降低了数字视频实现的复杂性。 在软件方面，达芬奇技术全面支持由底层到高层的软件系统。达芬奇技术在嵌入式操作系统方面对Linux的支持极为完善，也有支持WinCE的能力；在数字视频、影像、语音和音频上可以支持H.264、MPEG4/2、H.263、VC1、JPEG、G.711/G.723、MP3、WMA等多种编解码器；通过多媒体框架结构进行数字视频软件系统的集成，并提供API驱动程序支持，同时有助于实现处理器间的通信。,达芬奇有多种开发工具套件以满足各种需求，其中评估模块和参考设计有益于硬件设计，而数字视频开发平台和Green Hil
5、ls开发工具对缩短软件系统集成时间有很大帮助。达芬奇的支持体系很强大，其中既有来自TI公司授权软件提供商(ASP)的支持，也有更为广泛的第三方网络的支持。所有的数字视频类产品都有机会采用达芬奇技术，不仅有众所周知的产品，如数码相机或摄像机、个人媒体播放器、数字机顶盒、IP可视电话、数字媒体网关、数字视频服务器、IP网络摄像机、数字硬盘录相机等，还有包含汽车智能视觉在内的新产品，当然还有更多的产品将脱颖而出。,1.2.1 达芬奇硬件处理器 达芬奇处理器在很短时间内就发展成了一个具有相当规模的系列，TI公司的三大主力DSP产品是： C2000系列：C50X、F20X、F24X、F24XX(控制器)
6、。 C5000系列：C54X、C54XX、C55XX(低功耗)。 C6000系列：C62XX、C67XX、C64XX(高性能)。,1.2 达芬奇技术的组成,除了上述C2000、C5000和C6000系列外，C3X系列也有使用，而其他型号都基本淘汰。需要注意的是，同一系列中不同型号的DSP一般都具有相同的DSP核、相同或兼容的汇编指令系统；它们的差别仅在于片内存储器的大小、外设资源(如定时器、串口、并口等)的多少。不同系列的DSP的汇编指令系统不兼容，但汇编语言的语法非常相似。除了汇编语言外，TI公司还为每个系列提供了优化C编译器，方便用户使用C(ANSI的标准C)语言进行开发，效率可以做到手工
7、汇编的90%甚至更高。下面我们简单介绍一下这几个常用的系列。,(1) C2000系列。C2000系列是一个控制器系列，全部为16位定点DSP。该系列中的一些型号具有片内Flash RAM，如TMS320F24X、TMS320LF240X等。TI公司所有DSP中，也只有C2000中有Flash。作为控制器，C2000系列除了有一个DSP核以外，还有大量的外设资源，如A/D、定时器、各种串口(同步或异步)、WATCHDOG、CAN总线、PWM发生器、数字IO脚等。,(2) C5000系列。C5000系列是一个定点低功耗系列，特别适用于手持通信产品，如手机、PDA、GPS等。目前的处理速度一般在80
8、400 MIPS。C5000系列主要分为C54XX和C55XX两个系列。两个系列在执行代码级是兼容的，但它们的汇编指令系统却不同。C5000包含的主要外设有McBSP同步串口、HPI并行接口、定时器、DMA等。其中C55XX提供EMIF外部存储器扩展接口，允许用户直接使用SDRAM、SBSRAM、SRAM、EPROM等各种存储器。因为C54XX没有提供EMIF，所以只能直接使用静态存储器SRAM和EPROM。,另外，C5000系列一般都使用双电源供电，其I/O电压和核电压一般不同，而且不同型号也有差别。不过，TI公司提供的全系列的DC-DC变换器可以解决DSP的电源问题。C5000系列一般都提
9、供PGE封装，便于PCB板的制作。 (3) C6000系列。C6000系列是一个32位的高性能的DSP芯片，目前的处理速度为8002400 MIPS，而且还在不断提高。其中，C62XX为定点系列，C67XX和C64XX为浮点系列。,同C55XX一样，C6000也提供EMIF扩展存储器接口，方便用户使用各种外部扩展存储器，如SBSRAM、SDRAM、SRAM、EPROM。C6000提供的主要外设有McBSP同步串口、HPI并行接口、定时器、DMA等。另外，在C6000的一些型号中还提供了PCI接口。C6000只提供BGA球形封装，在PCB板制作时需要多层板，增加了开发和调试的难度。另外，C600
10、0系列的功耗较大，需要仔细考虑DSP与系统其他部分的电源分配，选择适当的DC-DC转换器。,(4) C3X系列。C3X系列虽然不是目前TI的主流产品，但作为一个32位的低价位浮点DSP，仍然被广泛使用。其中，TMS320VC33的最高处理速度为150MFLOP。C3X系列的结构比较简单，外设也比较少，主要有同步串口、DMA通道、定时器，能用于数字I/O的引脚也只有两条。TMS320VC33的参数说明如下： 高品质的浮点DSP，13 ns和17 ns指令周期。 34 K 32 bit片内RAM。 X5 PLL时钟产生器。, 低功耗，200 mV150 MFLOP。 16/32 bits整数和32
11、/40 bits浮点数运算。 32位指令字，24 bits地址线。 具有Bootloader。具有一个串口，两个32位的定时器和DMA。 8个扩展精度寄存器，R0，R1，R7。 双电压供电，1.8 V核电压和3.3 V的IO电压。 支持JTAG调试标准。4个简单、高效的预译码信号。,TI公司的DAVINCI(达芬奇)处理器系列基于TMS320C64X + DSP内核，还可以包括可升级、可编程的数字信号处理SOC、加速器和外设。达芬奇处理器包括TMS320DM3X、TMS320DM643X、TMS320DM644X、TMS320DM646X、TMS320DM647/TMS320DM648等系列。
12、 下面对达芬奇处理器系列进行较详细的介绍。 表1.1对TMS320DM646X系列的片上系统进行了横向的对比。由表中的内容可以看出，同一系列的处理器从总体上来说差别很小，只是在部分硬件性能上有些差异。,以表中的AVCE6467T和VCE6467T为例，AVCE6467T和VCE6467T差别很小，AVCE6467T较VCE6467T而言功能更为强大。AVCE6467T在VCE6467T的基础上，包括基础包、支持前向纠错等；在软件方面，音频上支持G.722，视频上支持H.264 SVC等。,表1.1 TMS320DM646X系列的片上系统,表1.2 TMS320DM3X系列的片上系统,表1.3
13、OMAP3525/30处理器,1. TMS320DM6467处理器 TMS320DM6467是一种基于DSP的超强性能SoC，针对实时、多种格式的高清视频转换进行了专门的设计。DM6467数字媒体处理器集成了一个ARM926EJ-S核与600 MHz的C64X + DSP核，并采用高清视频/影像协处理器(HD-VICP)、视频数据转换引擎以及目标视频端口接口，在执行高达H.264HPL4(1080p 30fps、1080i 60fps、720p 60fps)的同步多格式高清编码、解码与转码方面，实现了超过3 GHz的DSP处理能力。DM6467处理器适用于媒体网关、多点控制设备、数字媒体适配器
14、、数字视频服务器和监控领域的IP机顶盒等。,表1.4 TMS320DM6467-594处理器硬件性能,2. OMAP3530处理器 OMAP3530是TI公司专为智能手机、GPS系统和笔记本电脑等低功耗便携式应用而设计的应用处理器。在单个芯片上集成了ARM Cortex-A8内核、TMS320C64X + DSP内核、图形引擎、视频加速器以及丰富的多媒体外设，其中的Cortex-A8内核拥有超过当今 300 MHz ARM9器件4倍的处理性能。OMAP3530处理器可广泛用于流媒体、2D/3D游戏、视频会议、高分辨率静态图像、3G多媒体手机、高性能PDA等方面，它包含高性能移动产品所需的高效电
15、源管理技术。,OMAP3530处理器的主要硬件特性如下： (1) CPU单元。 (a) OMAP应用处理器，核心频率为600 MHz。 (b) 720 MHz ARM Cortex-A8 Core。 (c) 520 MHz TMS320C64X + DSP Core。 (d) 16、32位的SDRAM控制器地址空间总共为1 GB。 (e) 支持1 GB以上的SDRAM、NAND Flash。,(2) 通信接口。 (a) 提供2路SPI：SPI1、SPI2。 (b) 提供GPMC总线。 (c) 提供音频输入/输出接口。 (d) 支持2路MMC/SD。 (e) 提供24位DSS接口。 (3) 电器
16、参数。 (a) 工作温度：070。 (b) 环境湿度：20%90%，非冷凝。,3. TMS320DM365处理器 TMS320DM365处理器中，ARM926EJ-S内核在实现高达300 MHz速率的同时，还可将视频编码/解码的任务交由集成高清视频加速器来执行，显著优化了系统的性能。DM365集成了众多组件，其中包括H.264、MPEG-4、MPEG-2、MJPEG与VC1等编/解码器，可实现高度的视频灵活性，并确保与传统的视频编/解码器的高度互操作性，同时还可以在同一平台上扩展出一个产品系列，使开发人员将系统成本降低25%。,TMS320DM365拥有丰富的外设资源，包括EMAC、USB 2.0、DDR2/NAND、5 SPIs、2 UARTs、2 MMC/SD/SDIO等。此外，拥有一个视频处理子系统和两个可以配置的视频/图像外设，即视频处理前端(VPFE)和视频处理后端(VPBE)
