OMAP5912雙核通信及數(shù)字音頻系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

1OMAP5912平臺(tái)簡(jiǎn)介

開(kāi)放式多媒體應(yīng)用平臺(tái)(()pen MuItimedia Appli一cations PIatform，OMAP)是針對(duì)第三代手機(jī)開(kāi)發(fā)的高性能多媒體處理器。除具有性能／功耗比的優(yōu)勢(shì)外，還提供豐富的外圍接口，支持幾乎所有流行的有線和無(wú)線接口標(biāo)準(zhǔn)。因其出色表現(xiàn)，該平臺(tái)一直得到世界主要移動(dòng)設(shè)備制造商(如諾基亞、愛(ài)立信、索尼等)的青睞。

0MAP5912采用獨(dú)特的雙核結(jié)構(gòu)，內(nèi)含1個(gè)實(shí)現(xiàn)控制功能的帶有TI增強(qiáng)型ARM926EJ-S內(nèi)核的處理器和1個(gè)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理功能的高性能、低功耗TMS320C55x DSP內(nèi)核。ARM處理器可用來(lái)實(shí)現(xiàn)各種通信協(xié)議、控制和人機(jī)接口；DSP具有多條數(shù)據(jù)地址總線，非常適合數(shù)據(jù)密集的多媒體處理(如視頻編解碼)，并具有極低的功耗［l］。為結(jié)合這兩個(gè)處理器的優(yōu)勢(shì)，使其發(fā)揮最大效率，雙核通信機(jī)制起了至關(guān)重要的作用。

2 OMAP5912的雙核間通信方式

在0MAP5912中實(shí)現(xiàn)ARM和DSP雙核通信方式有共享郵箱寄存器、共享存儲(chǔ)空間2種，在實(shí)際應(yīng)用中需要配合使用這些雙核通信方式。如雙核通信中的握手聯(lián)絡(luò)，其數(shù)據(jù)量小，可用傳遞消息及時(shí)可靠的共享郵箱用來(lái)實(shí)現(xiàn)；當(dāng)需要傳輸大量數(shù)據(jù)(如圖像數(shù)據(jù))時(shí)，通常要使用高效率的共享存儲(chǔ)空間這種通信方式。

2．1共享郵箱寄存器方式

雙核間可相互中斷并通過(guò)郵箱寄存器傳遞少量數(shù)據(jù)。共有4套郵箱寄存器，每套郵箱寄存器由2個(gè)16 bit寄存器和1個(gè)1 bit寄存器組成。當(dāng)一個(gè)處理器將合適的命令字寫(xiě)到命令字寄存器后，該寄存器會(huì)產(chǎn)生中斷，對(duì)另一個(gè)處理器的標(biāo)志寄存器進(jìn)行正確設(shè)置。被中斷的處理器通過(guò)讀標(biāo)志寄存器響應(yīng)中斷并清空標(biāo)志寄存器。每套郵箱寄存器中，還有1個(gè)附加的數(shù)據(jù)字寄存器，可在每次中斷時(shí)在處理器間傳送2個(gè)字的數(shù)據(jù)。通過(guò)命令和數(shù)據(jù)字通信的信息完全由用戶(hù)定義。數(shù)據(jù)字可用來(lái)表示地址指針或狀態(tài)字。

2．2共享存儲(chǔ)器方式

共享存儲(chǔ)器有2種方式。第一種方式由ARM通過(guò)主機(jī)接口(MPU Interface，MPUI)獲取對(duì)DSP存儲(chǔ)空間和I／O空間的訪問(wèn)權(quán)，由ARM完成數(shù)據(jù)在雙核間的搬移。MPUI為MPU和系統(tǒng)DMA控制器與DSP及其外設(shè)的通信提供了橋梁，通過(guò)MPuI可訪問(wèn)DSP的整個(gè)存儲(chǔ)空間及其公共外設(shè)總線。

另一種方式是ARM通過(guò)對(duì)DSP存儲(chǔ)管理單元(Memoy Management Unit，MMU)的設(shè)置將DSP的外部存儲(chǔ)空間映射到OMAP5912系統(tǒng)存儲(chǔ)資源中，由DSP完成雙核間的數(shù)據(jù)傳輸。OMAP5912通過(guò)通信控制器(Traffic Controller，TC)實(shí)現(xiàn)共享存儲(chǔ)器，這樣ARM和DSP可訪問(wèn)共享的靜態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器(StaticRAM，SRAM)、高速外部存儲(chǔ)器接口(I,Zxteraaal：Mem0ryInterface Fast，EMIFF)以及低速外部存儲(chǔ)器接口(Ex-terhal Memory Interface Slow，EMIFS)的存儲(chǔ)空間［2］。

3 雙核間通信的基礎(chǔ)應(yīng)用程序

為降低上層應(yīng)用開(kāi)發(fā)者的實(shí)現(xiàn)難度和節(jié)省設(shè)計(jì)時(shí)間，采用雙核間通信的基礎(chǔ)應(yīng)用程序--DSP／BIOSLINK[3]，其為上述兩種雙核通信方式的實(shí)現(xiàn)。開(kāi)發(fā)人員在進(jìn)行上層應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)時(shí)，只需使用DSP／BIOSLINK提供的接口函數(shù)。DSP／BIOS LINK允許開(kāi)發(fā)人員在ARM端利用一套標(biāo)準(zhǔn)API進(jìn)入和控制DSP的運(yùn)行環(huán)境；用于非對(duì)稱(chēng)的、由一個(gè)通用處理器(如ARM)和一個(gè)或多個(gè)DSP組成的處理器環(huán)境。圖1為DSP／BIOSLINK的軟件體系結(jié)構(gòu)圖。

DSP／BIOS LINK為開(kāi)發(fā)人員提供的服務(wù)有：基本的處理器控制(啟動(dòng)、執(zhí)行、停止)、基于邏輯通道(CHANNEL)的數(shù)據(jù)傳輸、消息(基于MSGQ模塊)。由PROC，CHNL，MSGQ3個(gè)組件組成。PROC是PROCESSCONTROL的縮寫(xiě)，負(fù)責(zé)DSP處理器在應(yīng)用程序用戶(hù)空間的操作，主要功能有：DSP初始化、DSP端程序的加載、執(zhí)行和停止。CHNL是CHANNEL的縮寫(xiě)，表示ARM和DSP間數(shù)據(jù)流的邏輯通道，負(fù)責(zé)ARM和DSP間的數(shù)據(jù)傳輸。CHNL是ARM和DSP之間的邏輯實(shí)體，實(shí)現(xiàn)二者的物理連接。MSGQ是MESSAGEQUEUE的縮寫(xiě)，負(fù)責(zé)ARM和DSP間長(zhǎng)短不一的消息的交互和通信。消息的接收和發(fā)送是通過(guò)消息隊(duì)列實(shí)現(xiàn)的［4］。

4 基于OMAP5912的數(shù)字音頻系統(tǒng)買(mǎi)現(xiàn)

筆者以基于OMAP5912_的數(shù)字音頻系統(tǒng)為例介紹OMAP雙核間通信的具體應(yīng)用。系統(tǒng)在RF6(ReferenceFramework Level 6)框架基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)，整個(gè)系統(tǒng)將輸入的立體聲音頻信號(hào)按照給定的采樣率和量化精度轉(zhuǎn)化為左、右兩聲道數(shù)據(jù)幀，再對(duì)其進(jìn)行有限脈沖濾波器FIR算法和聲音控制VOL算法處理，然后合成立體聲輸出。整個(gè)系統(tǒng)劃分為ARM端應(yīng)用程序和DSP端算法2部分。