數(shù)字視頻系統(tǒng)中的集成新概念(下)

數(shù)字視頻配置工具

將數(shù)字視頻嵌入應用中的首要難題在于實施視頻的復雜性要遠遠超過簡單的圖像與音頻壓縮和解壓縮。數(shù)字視頻可以采用形形色色的形式與格式，開發(fā)人員需要支持繁雜的配置和各種不同的方面，其中包括不同的分辨率/顯示器尺寸、不同的比特率、實時問題乃至視頻源的可靠性等，例如來自硬盤驅(qū)動器的視頻流與來自無線通信鏈路的視頻流的區(qū)別和處理。即使是那些看似簡單明了的任務—如高效管理音頻/視頻同步以及在IP 網(wǎng)絡上實現(xiàn)可靠的視頻傳輸，仍然會讓開發(fā)人員傷透腦筋。

如何使這些技術(shù)難題迎刃而解就成為采用達芬奇技術(shù)成功實現(xiàn)數(shù)字視頻系統(tǒng)設計的關(guān)鍵。達芬奇技術(shù)所包含的四大要素，即處理器、開發(fā)工具、軟件以及系統(tǒng)專業(yè)技術(shù)對于數(shù)字視頻設計的集成具有重要的作用，其中一個極為有效的工具就是包含在TI為配合達芬奇開發(fā)所提供的數(shù)字視頻開發(fā)包(DVSDK)中的數(shù)字視頻配置工具(eXpressDSP Configuration Kit)。

由于在達芬奇技術(shù)軟件結(jié)構(gòu)中引入了編解碼引擎(Codec Engine)結(jié)構(gòu)，Codec Engine就提供了對DSP標準化算法(XDAIS)的完全包裝，使得應用程序與DSP程序的開發(fā)分離，更為方便簡捷，Codec Engine使得DSP開發(fā)人員不必關(guān)心應用程序端，只需按照相應的標準開發(fā)出Codec Server,即可被應用程序正確調(diào)用。有了eXpressDSP配置工具的支持，開發(fā)人員模塊之間的接口，eXpressDSP配置工具會自動綁定編解碼器(CODEC)以及符合xDM標準的軟件模塊，不需要任何其它的操作，幾乎可以將開發(fā)時間從數(shù)月降到幾周之內(nèi)，使軟件的重使用率大大增加。eXpressDSP配置工具匯集了Linux和達芬奇技術(shù)的CODEC ENGINE以及DSP/BIOS，DSP/BIOS LINK。圖1為系統(tǒng)集成圖。

圖1  系統(tǒng)集成圖

數(shù)字視頻配置工具使得配置一個CODEC的過程極其簡單，只需進行簡單的腳本配置，無需DSP編程便可以完成，首先得到在DSP上的符合xDM標準Codec庫，通過腳本配置語言進行簡單的配置，將此Codec庫至于Codec Engine中，進行再次編譯鏈接。至此已經(jīng)完成了Codec上的全部工作。下面將逐步描述一個基于達芬奇開發(fā)板的應用程序的生成過程：

第一步，開發(fā)并完成Codec。就是要開發(fā)音視頻編解碼的核心算法，按照xDM標準封裝成為Codec庫，Codec主要完成音視頻的核心算法，應用程序運行時被調(diào)用，并不參與其他功能。

第二步，將Codec集成到Codec Engine中。將第一步開發(fā)完成的Codec或已有的符合xDM的Codec集成到Codec Engine中，這一步需要配置兩個JavaScript的腳本文件，其中一個腳本文件表明了，Codec的使用和配置信息，文件名一般為*.cfg，另一個描述了Codec在達芬奇上的內(nèi)存分配的配置，文件名一般為*tcf，配置好這兩個文件后，使用make命令即可生成Codec Engine，其文件名一般為*.X64P?？杀粦贸绦蛑苯诱{(diào)用。

第三步，開發(fā)音視頻應用程序，并在其中調(diào)用Codec Engine。在Linux下開發(fā)音視頻應用程序，包括用戶界面，音視頻的采集、播放、同步等，其中完成對Codec Engine的調(diào)用，應用程序也要完成一個擴展名為cfg的腳本配置文件，以表明對Codec Engine的使用狀況。

第四步，加載DSPLINK和CMEM模塊，運行應用程序

至此一個完整的達芬奇音視頻應用程序就完成了，其中許多過程是通過腳本文件配置完成的，過程非常簡單易懂，下面我們需要在達芬奇上運行它，首先要加載DSPLINK和CMEM兩個驅(qū)動程序模塊，其中DSPLINK主要實現(xiàn)了arm和dsp的底層通信，而CMEM則主要是完成了在物理段上分配連續(xù)內(nèi)存的功能，加載完這兩個模塊，我們便可以直接運行已完成的應用程序。

圖形系統(tǒng)可視化工具

將多個軟件模塊集成只是整個開發(fā)過程的第一步，DVDSK還包含一個圖形系統(tǒng)可視化工具，可用于分析和顯示整個系統(tǒng)的性能，從而幫助快速開發(fā)數(shù)字媒體軟件?；赥MS320DM644x SoC分析器的可視化分析，以最小化的干預快速辨別和分離系統(tǒng)的各部分執(zhí)行狀況，并通過捕捉數(shù)據(jù)鑒定程序運行狀況，以及顯示系統(tǒng)交互，負載分布和其它類型的行為。在消除大量不必要的斷點跟蹤調(diào)試后，開發(fā)者便可判斷出系統(tǒng)的瓶頸在哪里并加以解決。

TMS320DM644x SoC分析器使用戶花費時間解決問題而不僅僅是發(fā)現(xiàn)問題，作為一個完全的可視化分析工具，通過它用戶可以得到諸如系統(tǒng)交互分析、各部分負荷分析、瓶頸分離、異常行為分析和應用的基準性能等功能。

當一個任務在DSP和ARM上同時運行時，分析器采集并顯示數(shù)據(jù)，提供了對應用程序完全的系統(tǒng)可視化，消除了手工收集、對比數(shù)據(jù)的繁瑣過程，如圖2所示可視化分析流程。

圖2  可視化分析流程

TI所實現(xiàn)的業(yè)界首創(chuàng)的圖形系統(tǒng)可視化技術(shù)為數(shù)字視頻系統(tǒng)設計帶來了最大化的設計效率與性能，其多窗的圖形界面極為友好，在同一圖象上顯示 ARM 與 DSP 的任務運行情況，如圖3所示。

圖3  數(shù)據(jù)可視化工具界面

結(jié)語：實現(xiàn)集成新概念

現(xiàn)在用達芬奇技術(shù)搭建一個視頻應用系統(tǒng)已經(jīng)成為一件輕松愉快的事情，而集成的概念已經(jīng)在小小的單片系統(tǒng)上展開。數(shù)字視頻的開發(fā)人員首先需要搭建DSP的通用集成開發(fā)環(huán)境，然后利用業(yè)界首款優(yōu)化的數(shù)字視頻配置工具即可盡可能減小設計工作的復雜性，進而利用首款全面的圖形系統(tǒng)可視化工具實現(xiàn)設計效率與性能的最大化。新技術(shù)和新手段的應用就可以這樣一來全面簡化數(shù)字視頻系統(tǒng)的設計開發(fā)過程而獲得更高層次的數(shù)字視頻創(chuàng)新。