開發(fā)視頻應用有新招
2004/02/23
在DSP上進行多媒體設備開發(fā)的完整的平臺 NVDK。
這樣的開發(fā)平臺可以加快多媒體產品的開發(fā)速度，在變化快和競爭激烈的多媒體終端產品市場上搶得先機。
近年來，由于多媒體技術迅速地獲得廣泛應用，國際組織制訂了多種相應的國際標準，以使不同廠家的設備可以互連。在這些國際標準中，影響最廣泛的有ISO的多媒體音視頻編碼標準MPEG1、MPEG2和MPEG4，有ITU的視頻編碼標準H261、H263以及多媒體終端設備標準H.320、H.323和H.324，ITU和ISO最近又聯(lián)合制訂了新一代視頻編碼標準H.264（MPEG4 Part10）。
多媒體終端需要NVDK
由于多媒體技術仍處于高速發(fā)展階段，新的國際標準不斷出現，使用專用芯片設計的應用系統(tǒng)更新速度太快，因此用可編程處理器為核心設計多媒體終端產品逐漸受到人們的重視，而高速數字信號處理器(DSP)的快速發(fā)展也為此提供了基礎。由于采用DSP這類可編程處理器實現多媒體終端，最主要和耗時的工作是算法的軟件開發(fā)，因此人們需要完善的開發(fā)平臺。
國際最大的DSP生產商德州儀器公司（TI）的TMS320C64是目前高端可編程數字信號處理器最有代表性的系列，具有實現多媒體信號處理實時化的能力。為了應用C64系列進行多媒體設備的開發(fā)，TI公司支持其第三方制造商推出了網絡視頻開發(fā)工具包（Network Video Development Kit，NVDK）開發(fā)平臺，這一平臺完全適合在高速DSP上進行多媒體設備核心算法的開發(fā)能力。
用NVDK開發(fā)視頻應用
NVDK主要針對全球具有最高性能的可編程數字信號處理器—TMS320C64 DSP平臺的應用，提供了新一代數字媒體應用的快速開發(fā)的環(huán)境。該平臺為諸如網絡化視頻設備等高級視頻應用制造商提供了方便，使他們在加速先進的數字視頻解決方案開發(fā)進程中得到所需的主要軟硬件。
NVDK將TI第一代應用開發(fā)套件的優(yōu)勢與功能進行了完美結合，從而使其在第二代C64x DSP開發(fā)平臺上的成像及網絡開發(fā)功能得以應用。這是該市場領域中唯一可提供如此高集成效率水平的開發(fā)平臺。
高性能顯示板具有多種處理資源及通用接口，可單獨使用，也可用于PCI系統(tǒng)。600兆赫的C6416 DSP是網絡視頻應用開發(fā)的理想選擇，它可執(zhí)行如下主要視頻功能：
編碼/解碼 可將模擬視頻轉換為諸如ISO MPEG2的數字壓縮標準；
自動解碼 允許編碼/解碼器之間進行轉換，例如將MPEG2轉換成MPEG1；
數率轉換 可改變諸如ISO MPEG 2的數字視頻信號的比特率；
IP多播與視頻聯(lián)網 用于諸如UDP/IP及TCP/IP的網絡協(xié)議。
制造商還可利用C6416 DSP的可編程性保持與不斷演進的標準及算法同步，并幫助他們重新利用產品中的現有軟件。所有C6000 DSP都是代碼兼容的，從而通過簡單的軟件升級便可輕松移植到新一代器件，保護了珍貴的工程設計資源。
由TI第三方ATEME開發(fā)的 NVDK套件包括：基于TI公司 TMS320C6416 DSP的ATEME視頻評估板、10/100 Mbps以太網子卡、音頻/視頻接口盒及電源。還包括帶有諸如原理圖、驅動程序、板級支持庫及應用樣本等主要軟件與文檔光盤。
NVDK板還采用了多種網絡接口，以滿足日益增長的連接性需求。TI的傳輸控制協(xié)議/因特網協(xié)議 (TCP/IP) �？稍贑6000 DSP上運行，使之在沒有網絡處理器及相關軟件的情況下也可連通網絡，從而降低了總體系統(tǒng)成本。TCP/IP棧軟件可提供足夠的性能空間、靈活性以及易于集成且符合API等特點。
NVDK方便視頻處理
包括PAL制和NTSC制視頻的捕獲和產生，CD音質的音頻記錄與播放，強大的計算能力，能夠實時處理圖像壓縮(JPEG、JPEG2000)、視頻壓縮(MPEG1、MPEG4、H.263)或者音頻壓縮(MP3、AAC)。它也可以應用在需要很高計算能力的信號處理領域。
子板提供I/O接口、數字音視頻接口、以太網口以及模擬I/O端口等。NVDK能夠單獨工作，也可以通過PCI總線接口作為PC機的擴展卡進行工作。
視頻特點：NVDK能夠捕獲PAL制或NTSC制的模擬視頻，復合視頻(CVBS)以及S-video都能輸入，輸入視頻被數字化為YUV422格式。此外，NVDK能夠播放PAL制或NTSC制的模擬視頻，復合視頻(CVBS)以及S-video也能被輸出。此外，輸出能夠在計算機顯示器播放SVGA模式視頻。
音頻特點：板上有CD音質的輸入輸出立體聲音頻線。此外，單聲道的麥克風輸入也是可以的。
主接口：PCI接口允許板子與PC機相連。PCI接口符合PCI2.2版本標準：32bit，33MHz、3.3V和5V的信號，以及3.3V的電源。
其它接口：NVDK有各種接口和其它板子及系統(tǒng)通信，包括子板。主要有：兩個快速ATEME同步傳輸端口(Fast ATEME Synchronous Transfer Port，FAST)，交叉平臺子板接口，UTOPIA接口，RS232普通串口，RS422接口等。
ATEME公司開發(fā)的NVDK板，基于TI公司的TMS320C64系列DSP，板上DSP為TMS320C6415或TMS320C6416，工作頻率600MHz。體系結構圖如左：
板上DSP及其相關資源 TMS320C6415或TMS320C6416均具有獨立工作模式及PCI工作模式的功能，此外都具有UTOPIA端口。所不同的是，TMS320C6416具有片上通信協(xié)處理器(VPC及TPC)。
擴展內存：DSP上有兩個擴展內存接口總線，分別為EMIF-A和EMIF-B。EMIF-A有64位寬度，EMIF-B有16位寬度，分別運行在100MHz頻率下，特殊情況下，能夠運行在133MHz頻率下。
復位和啟動：NVDK板上有兩種復位電路：一是通過產生復位脈沖或采用手動按鈕復位，二是通過PCI總線復位。前者對整個開發(fā)板，包括DSP內核(不包括PCI接口)進行復位，這意味著按下復位按鈕，DSP及其外設將會重啟，但不會對PCI進行復位，開發(fā)板依然對PCI請求進行回應。PCI復位方式由PC機的BIOS控制，它將在PC機啟動或重啟時重新配置PCI接口資源，PCI復位不會影響DSP內核及其外設。
DSP能夠以兩種模式啟動，從flash啟動，或者從PCI接口啟動(只能應用于PCI模式)。第一種模式在獨立運行模式下非常有用，它能夠使你的應用很快啟動。當然，此種模式也能應用于PCI運行模式下，使得DSP能夠在PC完全啟動以前工作。
當DSP運行在flash啟動模式下，重啟DSP意味著激活其內部引導程序。內部引導程序將Flash內部最低位置的1KB數據拷貝到DSP內存中地址的最低位置。這1KB數據包括了：中斷向量表，PCI模式下使用的通信表，二級引導程序(能夠使用戶將第一頁剩余數據下載到DSP的內存中)。
視頻接口 NVDK的視頻模塊能夠捕獲或播放符合PAL制及NTSC制的模擬視頻。視頻輸入可以是復合視頻格式或者S-video格式。視頻捕獲支持三種尺寸模式：全尺寸，CIF，QCIF。視頻輸出支持全尺寸、CIF兩種尺寸模式。
圖像數據的數字格式為YUV422，即每個像素點用16位存儲。在雙字中，低位字節(jié)存儲亮度信號，高位字節(jié)存儲色度信號，奇數像素點存儲色度信號中U的部分，偶數像素點存儲色度信號中V的部分。
無縫多媒體接口降低成本
2002年，德州儀器公司 (TI) 宣布推出業(yè)界性能最高的 600MHz 完全可編程數字媒體處理器TMS320DM642，其中包括可簡化設計并能降低系統(tǒng)成本的集成多媒體與通信外設，從而可向視頻OEM 設計人員提供新一代視頻解決方案難以企及的高性能與靈活性。建立在 TI TMS320C64x DSP 的成就之上，該新型處理器完全可以滿足視頻設計人員利用最新音頻和視頻算法套件快速進軍市場的需求。該器件適用于 VoIP、視頻點播 (VoD)、多通道數字錄像應用，以及高質量的視頻編碼、譯碼解決方案。
TMS320DM642 可與TI 的 C64x DSP目標代碼完全兼容，同時還能提供片上集成的高精度 (HD) 視頻端口、無縫以太網、多通道音頻及 66 MHz的PCI 連接性。該器件的性能水平超過了一般媒體處理器，并為功能性與系統(tǒng)集成度的增長留有充分空間。例如，600MHz 的 DM642 能以每秒 30 幀的速度同時處理多達 4 個 MPEG2 視頻譯碼及 D 1 (720×480) 分辨率。此外，DM642 也能夠實時進行全面的主類主級 (MP@ML) MPEG-2 視頻編碼。
無縫多媒體接口極大地優(yōu)化系統(tǒng)成本，通過提供支持 HD、無縫BT-656 兼容視頻與多通道音頻接口，以及包括 66MHz 片上 PCI 及以太網在內的集成連接性接口，DM642為新一代高性能視頻解決方案提供了業(yè)界最低的系統(tǒng)成本，從而使客戶能夠顯著降低其多視頻流集成解決方案的成本。
由于 DM642 可與 TI 的 C64x DSP目標代碼完全兼容，憑借專門為 TMS320C6000 數字信號處理器平臺而精心設計的網絡視頻開發(fā)套件 (NVDK) 以及 TI的 Code Composer Studio 集成開發(fā)環(huán)境 (IDE)，可以方便地從事代碼的開發(fā)優(yōu)化工作。在DM642提供的開發(fā)環(huán)境尚不成熟的情況下，NVDK作為網絡多媒體的開發(fā)平臺，成為好的選擇。NVDK也提供豐富的視頻接口、詳盡的開發(fā)手冊以及使用方便的相關軟件，環(huán)境和DM642非常相似。能夠方便地將NVDK的代碼移植到DM642中。
NVDK板的體系結構
賽迪網
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