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为多媒体SoC提供编解码算法的三种方案解析
DVBCN数字电视中文网 日期:07-03-14 17:46:04 作者: 点击率:[ ]

    在其中一种配置中包括一个通用处理器。图3中包括一个用于多媒体处理的DSP和一个用于日常工作和系统任务的CPU。而图4则只有一个单处理器(带有RISC能力的DSP),该处理器执行多媒体处理和CPU的日常工作。

   通用处理器方案的主要优点如下:

    1. 支持多标准。这些处理器支持各种视频标准,以及各种分辨率和帧率。所有的参数可以通过软件来定义。同一硬件平台可以运行帧率为15fps的QVGA分辨率,也能运行帧率为30fps的D1分辨率;

    2. 音视频同步。DSP能够处理不同种类的音频编码,并能处理音视频间的同步。当同步在DSP上进行时,多媒体任务就可以从CPU上卸载,或者系统中可以根本不用;

    3. 非视频操作的复用。除了视频处理之外,通用处理器还能够执行很多其它工作;

    4. 支持下一代产品。采用同一平台可以支持未来的各代产品,这就使得SoC设计师能够很容易地支持其消费产品路线图。

    该方案同样也具有以下缺点:硅片面积大-可编程性将不可避免地需要较大的裸片面积。由于能够在视频处理之外执行多种其它任务,从而导致了一些并不用于视频处理的功能模块。不过,由于使用通用处理器而增加的面积可以通过从系统中去掉CPU来弥补,或者可以采用只能带低处理载荷的小规模CPU。

    对用于视频处理的通用处理器进行加速

    有以下几种方法可以帮助提高通用处理器的效率(性能):

    1. 采用专用指令来更好地利用DSP引擎;

    2. 从DSP上卸载所有的数据传输操作,使其专门用于视频处理;

    3. 算法加速。利用独特的软件算法来旁路掉常规的详细运算。

    视频指令——DSP中的多媒体建构模块

    专用的多媒体指令能够大大加速纯软件多媒体实现。下面给出了一部分指令和程序结构,他们可以被嵌入到通用DSP中,专用于加速多媒体功能:

    1. 绝对差分。用于运动估计和解锁滤波器;

    2. 四分平均。用于1/2或1/4像素运动补偿;

    3. 分类字节。用于非线性滤波器和预/后处理;

    4. 字节加/减。用于DCT、运动重建、1/4像素滤波器、对称滤波器、运动估计和解锁滤波器;

    5. 排列数据剪辑(对字节或字的动态范围)。用于环内解锁滤波器。

    下面是用于H.264环内解锁滤波器的代码例子,采用了专用的4路SIMD视频指令(CEVA-X1620汇编代码):


 

    上面的样本代码描述了在视频后处理中将VLIW与SIMD结合在一起的用法。该例中,'4b' SIMD指令用于操作4个不同且相互独立的字节数据。在上面的样本代码中有两个指令数据包都包括有5个并行指令(VLIW),其中4个是4向SIMD指令,可在一个单周期中实现17个并发操作。

    DSP卸载——数据管理引擎

    几乎在所有多媒体应用的SoC设计中都有一个DMA引擎,它最重要的任务是执行片内外绝大多数数据的传递,同时访问所有可用的资源,包括存储器、I/O口、外设和总线桥。这样,DMA引擎就能从DSP上卸载部分数据管理任务,从而使得DSP能集中于多媒体处理功能。

    二维和三维DMA通道能够收集存在存储器不同位置上的分散数据(来自不同的帧),并将其作为一个单数据块送入DSP进行处理。

    在图5中,三维DMA通道在无需DSP任何干预的条件下,可以允许DMA收集宏数据块。

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