高清視頻編解碼器實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程呈現(xiàn)

摘要： 本文介紹了遠(yuǎn)程呈現(xiàn)技術(shù)以及Blackfin處理器在遠(yuǎn)程呈現(xiàn)解決方案中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： 遠(yuǎn)程呈現(xiàn)；高清視頻；Blackfin處理器

基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備公司如今已經(jīng)讓網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)成真，位于硅谷的Cisco Systems(思科系統(tǒng))可以說是比任何人都要知道一家公司如何能運(yùn)用以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的資源來改善營運(yùn)成效?，F(xiàn)在由于采用了ADI的Blackfin處理器，利用其可編程的彈性與性價(jià)比等特色，Cisco的新型telepresence(遠(yuǎn)程呈現(xiàn))視覺協(xié)同運(yùn)作解決方案可望帶動(dòng)企業(yè)生產(chǎn)力達(dá)到新高點(diǎn)。

未來學(xué)家已經(jīng)預(yù)見遠(yuǎn)程呈現(xiàn)系統(tǒng)如同一種經(jīng)由技術(shù)而實(shí)現(xiàn)的體驗(yàn)，它準(zhǔn)確地復(fù)制遠(yuǎn)程位置中現(xiàn)有的環(huán)境。為了把telepresence這個(gè)詞正確無誤地做為其以IP為基礎(chǔ)的新型視頻協(xié)同運(yùn)作解決方案，Cisco必需要建置一種具有極高解析度視頻(HD Video)以及最佳等級(jí)延遲(察覺不出時(shí)間延遲)的產(chǎn)品，其通信的方式是通過受限的頻寬以及不確定的現(xiàn)行企業(yè)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)建設(shè)。

只有靠提供更佳體驗(yàn)給新設(shè)備的使用者，Cisco才得以使同事、伙伴、廠商與客戶之間實(shí)現(xiàn)更為有效的遠(yuǎn)程事業(yè)關(guān)系。要實(shí)現(xiàn)超高解析1080P/30fps的低延遲HD視頻編解碼器所需的運(yùn)算處理功率是艱難的，更不要說Cisco開發(fā)人員對(duì)于遠(yuǎn)程呈現(xiàn)產(chǎn)品的成本、散熱以及可編程性的要求。

Cisco最后采用一個(gè)陣列的Blackfin ADSP-BF561處理器來處理以大量運(yùn)算為其特性的遠(yuǎn)程呈現(xiàn)應(yīng)用。具有雙對(duì)稱式600MHz Blackfin核心的ADSP-BF561，其功能正符合Cisco先進(jìn)視頻處理應(yīng)用的組合。

什么是Telepresence

Telepresence遠(yuǎn)程呈現(xiàn)技術(shù)是一套可以讓使用者主持與協(xié)同的技術(shù)，就如同所有的參加者都現(xiàn)身在相同的房間一樣。在那些傳統(tǒng)的視頻會(huì)議解決方案經(jīng)常無法設(shè)置或讓使用者感到不舒服，設(shè)計(jì)良好的遠(yuǎn)程呈現(xiàn)解決方案則提供立即與遠(yuǎn)程位置連線，以自然的環(huán)境，用真實(shí)的樣貌，活生生參加者的視頻影像，以及高傳真、低延遲的指向型音效，可完美地與面部表情同步，當(dāng)參加者在會(huì)議室中移動(dòng)也會(huì)跟著他們。

Cisco以Blackfin為基礎(chǔ)的遠(yuǎn)程呈現(xiàn)產(chǎn)品包括專為主管辦公室所設(shè)計(jì)的CTS1000，而CTS3000是專供會(huì)議室用的聚會(huì)型全套解決方案。這些解決方案包含在兩個(gè)地方主持現(xiàn)場會(huì)議所需的所有東西。會(huì)議室系統(tǒng)包括減少顯示幕強(qiáng)光的天花板燈，一張橢圓型桌、椅、三片65寸等離子顯示器、三臺(tái)相機(jī)及一部放置Blackfin處理器的系統(tǒng)柜。

所有這些東西都能在遠(yuǎn)程使用者的會(huì)議室中復(fù)制，創(chuàng)造出連接的假像：那二張會(huì)議桌將無縫地結(jié)合為一張出現(xiàn)。CTS1000系統(tǒng)則包含一片65寸等離子顯示器，一臺(tái)高清晰度1080p相機(jī)和一部系統(tǒng)柜。企業(yè)只需提供一間空的會(huì)議室與以太網(wǎng)接口，Cisco將執(zhí)行網(wǎng)絡(luò)檢查，確保從端對(duì)端通過網(wǎng)絡(luò)具有適當(dāng)?shù)姆?wù)品質(zhì)。

Cisco在統(tǒng)一通信以及IP電話上的經(jīng)驗(yàn)造就了遠(yuǎn)程呈現(xiàn)系統(tǒng)的簡易設(shè)定與使用。只要點(diǎn)擊幾下，使用者就可立即啟動(dòng)與數(shù)千公里遠(yuǎn)的同事面對(duì)面進(jìn)行會(huì)議，且該套系統(tǒng)的HD視頻影像真實(shí)，讓使用者時(shí)常忘了其他同事并不是真的在那間房間里。

HD視頻高解析度視頻

有一種先進(jìn)的視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)稱為H.264，它可以用比以前標(biāo)準(zhǔn)更低的位元率達(dá)到非常高的資料壓縮，它所壓縮的原始視頻可通過經(jīng)濟(jì)的企業(yè)WAN(廣域網(wǎng)絡(luò))來連結(jié)。Cisco的視頻編解碼器是基于H.264視頻編解碼標(biāo)準(zhǔn)，它提供最頂級(jí)的延遲，最高達(dá)1080p/30fps即時(shí)的視頻解析度。通過將HD視頻編解碼的延遲降至最低，Cisco的解決方案還給網(wǎng)絡(luò)更多的延遲空間，允許用最少的網(wǎng)絡(luò)軟硬件升級(jí)來處理新應(yīng)用，使得布署更加快速。

由于具有雙對(duì)稱型600MHz高效能Blackfin核心，Blackfin ADSP-BF561處理器是Cisco應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)和復(fù)雜視頻應(yīng)用的理想選擇。Cisco的視頻編解碼功能是分配到多個(gè)Blackfin ADSP-BF561來處理，提供0.5MIPS的處理能力，以最佳效能驅(qū)動(dòng)視頻子系統(tǒng)，促成了實(shí)際解決方案的布署。

經(jīng)常被選用在高端多媒體與電信應(yīng)用的Blackfin ADSP-BF561處理器，包含二個(gè)獨(dú)立的Blackfin處理器核心。每個(gè)核心包含二個(gè)16位乘法器/加法器(MAC)最新的處理引擎，二個(gè)40位ALU，四個(gè)8位視頻ALU，一個(gè)40位位移器，再加上一個(gè)純凈、正交的RISC-like(類RISC)微處理器指令集的優(yōu)勢(shì)，以及單指令、多重資料(SIMD)多媒體功能，這些全都整合在單一指令集架構(gòu)中。

簡易編程/低功率

Blackfin ADSP-BF561的RISC-like暫存器與指令模式專為簡易編程而設(shè)，這些功能正如Cisco所言可降低開發(fā)成本、風(fēng)險(xiǎn)與產(chǎn)品的上市時(shí)間。Blackfin的可編程架構(gòu)也允許通過網(wǎng)絡(luò)來升級(jí)，無需成本昂貴的ASIC硬件重制(re-spins)。Cisco也運(yùn)用ADI的軟件和硬件發(fā)展工具加速上市時(shí)間與降低成本。這些工具包括VisuaIDSP++開發(fā)環(huán)境，它讓程式設(shè)計(jì)師能發(fā)展并偵錯(cuò)應(yīng)用，而模擬器硬件則可用以測試并偵錯(cuò)硬件與軟件。

Cisco運(yùn)用許多整合在Blackfin ADSP-BF561處理器上的通用型數(shù)字影像接口，達(dá)到一種精致的系統(tǒng)單芯片系統(tǒng)，來做為遠(yuǎn)程呈現(xiàn)系統(tǒng)編解碼器。Blackfin ADSP-BF561的通用型接口包括：二個(gè)支持ITU-R　656視頻的并行外圍接口(PPI)；一個(gè)對(duì)模擬前端ADC的無縫介面；二個(gè)雙通道、全雙工同步串列埠支持8個(gè)立體聲I2S聲道；二個(gè)16通道DMA控制器和一個(gè)內(nèi)部記憶體DMA控制器；12個(gè)具有PWM功能的通用型32位計(jì)時(shí)器/計(jì)數(shù)器；一個(gè)SPI兼容型接口；一個(gè)支持IrDA的UART；二個(gè)看門狗計(jì)時(shí)器；48個(gè)可編程標(biāo)志；以及一個(gè)具有1x到63x倍頻功能的內(nèi)建鎖相環(huán)(PLL)。

Blackfin的低功耗有助于Cisco將其遠(yuǎn)程呈現(xiàn)系統(tǒng)的散熱處理限制在一個(gè)小型靜音的風(fēng)扇上，系統(tǒng)柜中的氣流由這只風(fēng)扇提供，這對(duì)于保持會(huì)議室的周圍環(huán)境至關(guān)重要。以低功率和低電壓方式設(shè)計(jì)而成，Blackfin處理器能讓開發(fā)者改變電壓和頻率的操作，大幅降低整體功率消耗。Cisco描述該結(jié)果就是“一群不會(huì)發(fā)熱的Blackfin處理器”來驅(qū)動(dòng)其視頻子系統(tǒng)，所以在設(shè)計(jì)中不需要散熱片。

由于使用Blackfin處理器，Cisco現(xiàn)在擁有其下一代遠(yuǎn)程呈現(xiàn)系統(tǒng)所需的高壓縮HD視頻；其成果可為疲于路途往返的企業(yè)主管與員工減少差旅時(shí)間、花費(fèi)與壓力，他們現(xiàn)在可以運(yùn)用以IP為基礎(chǔ)的視頻與伙伴、同事或客戶見面，這種方式就像面對(duì)面溝通一樣真實(shí)，所增加的生產(chǎn)力與協(xié)同運(yùn)作成效將是前所未有的。(本文選自臺(tái)灣《零組件》雜志)