TrimediaDSP芯片在视频通信中的应用

2006-05-07 15:50:06来源: 电子产品世界

    Trimedia集成电路是Philips公司新近推出的针对多媒体应用的一种高性能DSP兼CPU,它能够进行高质量的视频和音频处理。Trimedia现有三种型号:Tm1000、Tm1100和Tm1300,处理器的主频分别为100MHz、133MHz和166MHz。下面以Tm1300为例,来介绍Trimedia在视频通信中的设计方法和技巧。

芯片简介

    Tm1300采用BGA封装,引脚数为292,尺寸为27×27×1.55mm。Tm1300提供两部分电源:内核电源和输入输出电源。内核电源电流为1200mA,电压为2.5V。输入输出电源电流为150mA,电压为3.3V。

    首先简要介绍一下Tm1300,它的结构如图1所示: 

    Tm1300的核心是32位的处理器,能够进行32位的线性寻址,寻址能力可达到4GB。同时它含有128个通用寄存器,它们不象其它DSP的寄存器那样分段,所有的操作都可以使用这些寄存器。Tm1300核心处理器采用的是VLIW (超长指令字)结构,可以在每一时钟周期内同时进行5个操作,VLIW结构还可以减少处理器的工作量。Tm1300支持16KB的数据高速缓存和32KB的指令高速缓存,并且数据高速缓存是双端口的,允许同时双向接入。

    Tm1300有别于一般的通用DSP,它有专门的视频接口,音频接口,网络接口和相应的处理单元。

    (1) Tm1300的视频处理单元包括:标准的视频接口、图象协处理器(ICP)和变字长解码器(VLD)。标准的视频输入输出口使Trimedia较方便地与具有CCIR656接口的PAL编解码芯片互连。图象协处理器主要用于图象的滤波或缩放,提高处理的速度,节约处理器的资源。同样,变字长解码器可以减轻Trimedia用于Huffman解码的工作量,有助于高比特率的MPEG-1、MPEG-2解码,而在低码率的视频通信系统中可以通过软件来实现而无需采用硬件VLD。

    (2) Tm1300的音频处理单元包括标准的音频接口,能够与大多数串行数据的音频ADC和DAC相连接,通过编程可处理大多数的串行数据协议。与视频处理单元一样,音频输入输出单元的缓冲器都在外部的DRAM中,这样可以提高数据交换速度,有利于进行实时处理。 

    Tm1300的I2C串行总线可以工作在主从两种模式下。作为主模式时,Tm1300可通过I2C总线来配置一些外围的芯片。作为从模式时,I2C总线从EEPROM中读出数据,Tm1300上电启动时采用这种模式,它通过I2C总线读入一级启动代码,以便Tm1300进一步读入二级应用程序,使之正常运行。
Tm1300提供一个同步串口(SSI),设计时可以灵活地使用该串口来接入各种网络。既可以通过调制解调器接入模拟电话网,也可以接入ISDN网。通信协议的实现主要通过软件由Trimedia来完成。

系统设计实现

    根据Tm1300的种种特征,可以利用它所提供的各种资源来灵活设计一个低码率视频通信系统。

    系统的大部分工作都是由该DSP来完成,其中包括:视频的编解码,语音的编解码,网络通信协议的实现以及其他一些相关的工作。由于视频通信系统是一种实时的系统,为此首先必需选择一种实时的嵌入式操作系统作为操作平台。可供选择的嵌入式操作系统有很多,如OS9000、PSOS等,用户可根据实际需要来选择。所有的软件开发都是基于选定的操作系统之上的,系统实现框图(如图2)如下:

视频部分

    视频处理主要包括视频的编码与解码。设计时可留两个视频输入接口,一个模拟接口,一个数字接口。模拟口设计比较方便,而数字口的设计主要是从降低成本的角度来考虑的。模拟口的视频信号经过PAL解码后,变成标准的CCIR656 4:2:2的视频数字信号,视频数字信号直接送入Trimedia,经过压缩编码后,与编码后的语音信号一起送入网络。在接收端,Trimedia将接收到的编过码的视频信号解码,然后送至PAL编码芯片,最终将模拟的视频信号输出到显示屏上。由于Trimedia本身速率的限制,我们只能完成低码率的视频通信,一般视频编解码可采用H.261或H.263标准,这两种标准是ITU-T针对低码率视频通信而制定的。视频的编解码在整个系统中占用资源最多,因此在进行视频编解码软件开发时,尽量优化程序,使之占用尽可能少的系统资源。可以从以下两个方面来优化:(1)算法优化和(2)代码优化。

语音部分

    同样语音处理的主要任务是完成语音信号的压缩编码与解码。对64kb/s的或128kb/s的线性语音信号进行编码,将其压缩至8kb/s或更低码率的数字信号,因此可以选用一种专门用于声音A/D、D/A变换的芯片,来完成声音信号从模拟到数字或从数字到模拟的变换。在发送端,经过此芯片的处理,模拟的语音信号就转变为128kb/s的数字信号,再压缩至8kb/s或更低码率,然后与编码后的视频信号经过复接送入网络。在接收端,Trimedia首先将接收到的编码后的语音信号解码,然后送至音频专用芯片经D/A变换后,输出到扬声器。语音通信的标准有:G.728和G.729。

网络部分

    在实现通信协议时,可用SSI串口来接入网络。一般采用专用的网络接口芯,来完成这部分功能,如ISDN接口芯片、IP以太网接口芯片或PSTN接口芯片。因为专用芯片通过硬件完成了通信协议底层大部分的功能,这样就大大减少了开发人员的软件工作量,并且开发人员的主要工作集中在上层协议的开发。

PCI/XIO总线的使用

    虽然Trimedia提供的PCI/XIO口主要是针对PCI总线的,但它仍可以当作外部总线来利用,这样就增加了设计的灵活性,我们既可以将系统设计成计算机插卡形式,也可以设计成独立一体机形式。为了能设计成独立视频通信系统,可以将PCI/XIO口转成外部总线接口来使用,这样就可以为Trimedia配置最多为16MB的EPROM或闪存,用于存放操作系统和应用程序。系统上电启动后就可以直接运行已经固化的程序,而不用通过计算机来联机运行。并且通过与FPGA相结合来可以将外部总线的寻址范围进行分段,实现对多个外部可寻址芯片的操作。

    Trimedia提供了功能较为完善的在线调试工具,设计人员可以通过在线调试工具-JTAG来开发Trimedia的各种资源和调试各种应用程序,从而最终实现整个系统。

关键字:芯片  视频  视频通信  通信

编辑: 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/wltx/qtjs/200605/3048.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
芯片
视频
视频通信
通信

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved