Blackfin處理器的視頻應用
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本文主要介紹blackfin處理器及其視頻應用產(chǎn)品范例，典型嵌入式數(shù)字視頻系統(tǒng)的構成， blackfin處理器的內部視頻特性，以及應用架構構建考慮等內容。
本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/21086.htmblackfin處理器簡介
一直以來，實時系統(tǒng)的任務處理一直被劃分為dsp、 c單獨處理，在不斷滿足應用要求的過程中，單獨處理的優(yōu)化已盡量做到了高效，但多處理器的方案卻總是增加了復雜性和成本。為解決這一技術難題，1999年adi公司和英特爾公司合作，提出了一種微信號體系結構---micro-signal architecture，在微處理器 c和數(shù)字信號處理器dsp二者合一的體系結構之上誕生了blackfin處理器。blackfin處理器既具備了微處理器的功能性，同時擁有了數(shù)字信號處理器的高性能。 blackfin處理器的出場得到了廣泛的認同和市場應用，以下給出當前視頻應用的幾個例子。
（1）數(shù)字硬盤錄像機--大立科技公司
該數(shù)字硬盤錄像機采用blackfin 532處理器完成視頻的編碼。這款芯片的高性能低價格為該產(chǎn)品提供了良好的性價比和市場競爭力。目前這款產(chǎn)品不僅國內熱銷同時遠銷海外。
（2）ip攝像頭--天朗電子公司
該ip攝像頭采用blackfin 561處理器完成視頻語音的編碼，同時完成了操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡協(xié)議棧的功能。單芯片的方案、高質量的視頻，引起了業(yè)界的廣泛關注。ip攝像頭產(chǎn)品預計將成為視頻監(jiān)控領域的下一個增長點。
（3）pmp----iped（愛浦多）公司
愛浦多公司的該款pmp產(chǎn)品采用blackfin 531處理器完成視頻語音的解碼，同時完成了操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡協(xié)議棧、圖形界面等功能。其吸引人的價格、單芯片的方案、超低的功耗、高性能的處理，為該產(chǎn)品提供了良好的性價比，獲得了市場的廣泛好評。
（4）ip視頻電話--優(yōu)創(chuàng)科技公司
該ip視頻電話采用blackfin 561處理器完成視頻語音的編解碼，同時完成了操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡協(xié)議棧的功能。單芯片的方案、高性能的處理、完備的功能為該產(chǎn)品提供了良好的性價比和市場競爭力。 典型的嵌入式數(shù)字視頻系統(tǒng)構成
圖1給出了典型的嵌入式數(shù)字視頻系統(tǒng)的構成，功能上由視頻源、視頻解碼、視頻處理、視頻編碼、視頻顯示等五個部分組成。
視頻源分為模擬視頻源和數(shù)字視頻源兩種。對于模擬視頻源，由于采集的是模擬視頻信號，在送入處理器處理之前，需要通過視頻解碼器將模擬信號轉化為數(shù)字視頻信號，同時處理器需要通過spi或者i2c對視頻解碼器進行初始化。對于數(shù)字視頻源，它送出的信號可直接送入處理器中進行處理。比較常用的兩種數(shù)字視頻源為ccd傳感器和cmos傳感器。視頻顯示方面，與視頻源類似，也分為模擬顯示和數(shù)字顯示兩種。對于模擬視頻信號的顯示，數(shù)字視頻信號由處理器送出之后，需要通過視頻編碼器將數(shù)字視頻信號轉化成模擬視頻信號。對于數(shù)字視頻顯示，它可以直接顯示處理器送出的數(shù)字視頻信號。 視頻處理的核心是blackfin處理器，它擁有一個多功能、高速的并行接口 ppi接口。通過這個ppi接口，可實現(xiàn)與平行的ad/da轉換器、itu的r601、656視頻編解器以及其他通用外設的無縫連接。ppi包括一個專用時鐘引腳、3個幀同步引腳和16個數(shù)據(jù)引腳，最高工作頻率可達75mhz。它有兩個典型的工作模式：通用模式和bt.656模式。
blackfin處理器內部的視頻數(shù)據(jù)傳輸
在圖2中，左邊顯示了一種ppi接收視頻數(shù)據(jù)的情形。ppi通過dma將數(shù)據(jù)搬移至片外的存儲空間sdram。因為原始數(shù)據(jù)流的帶寬很寬，數(shù)據(jù)量很大，因此需要較大的存儲空間來存放多幀的數(shù)據(jù)。另有一個專用的dma通道同時可以將數(shù)據(jù)搬移至片上的存儲空間。片上的存儲空間支持處理器內核的高速訪問，有利于滿足處理器內核壓縮視頻數(shù)據(jù)時對待處理數(shù)據(jù)的要求。壓縮好的數(shù)據(jù)又被存回到片上存儲空間，并有某個專用的dma通道通過串口送出，給后端處理部分。
右邊顯示了一種ppi發(fā)送解碼后視頻數(shù)據(jù)的過程。解碼后的數(shù)據(jù)同樣是通過彼此獨立的dma通道從ppi送出顯示。
blackfin處理器內部具備多個獨立的dma控制器，數(shù)據(jù)的傳輸可以是內部處理器和有dma能力的外設之間，也可以是存儲區(qū)之間。另外，blackfin處理器還支持鏈狀dma和二維dma，其中二維的dma尤其適合視頻數(shù)據(jù)塊的搬移。blackfin處理器內核有專門針對視頻應用設計的四個video alu模塊，可以極大地提高視頻處理的速度。
應用架構的構建與處理的時序要求
在開始實現(xiàn)一種應用或算法之前，一個非常重要的工作是要確定應用中的處理時序要求，所以通常情況下要對framework做三個方面的評估：1）目標應用需要多高的處理速度；2）目標系統(tǒng)中需要傳輸多少video數(shù)據(jù)，怎樣有效使用dma的傳輸能力；3）目標系統(tǒng)中存儲帶寬的需求。
當對于所要開發(fā)的應用有了清楚的framework定義以后，在blackfin處理器上構建一個有效的framework，將是一件十分容易的工作。
blackfin處理器是一種靈活的雙核處理架構，用它可以很方便地構建對稱多處理（amp）或者非對稱多處理（smp）的系統(tǒng)。在實現(xiàn)非對稱多處理架構時，可以用一個內核來實現(xiàn)dsp的應用，而另一個內核用于實現(xiàn)mcu的功能。在實現(xiàn)對稱多處理架構時，兩個內核可以通過高速總線共享外設和數(shù)據(jù)的方式來同時承擔類似的任務。
綜上所述，blackfin處理器具備高性能的視頻和語音處理能力，且具有低功耗、低價格的特點，它擁有廣泛的技術開發(fā)資源支持，是一個低風險且能滿足快速產(chǎn)品投放市場要求的視頻應用解決方案。
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