網(wǎng)絡(luò)多媒體設(shè)計(jì)的成功取決于精心選擇恰當(dāng)?shù)腄SP

　　為網(wǎng)絡(luò)多媒體應(yīng)用選擇一個(gè)恰當(dāng)數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）是一項(xiàng)很復(fù)雜的工作。首先，必須在當(dāng)前和近期業(yè)界接口的需求環(huán)境下對(duì)處理器的內(nèi)核體系結(jié)構(gòu)和外圍設(shè)備配置進(jìn)行透徹的分析。其次，為了防止出現(xiàn)帶寬瓶頸問(wèn)題，了解多媒體數(shù)據(jù)（例如，視頻、圖象、音頻和分組數(shù)據(jù)）如何流過(guò)一個(gè)基于DSP的系統(tǒng)是至關(guān)重要的。另外，了解造成最低標(biāo)準(zhǔn)臨界實(shí)現(xiàn)和魯棒性解決方案之間的差別的各種系統(tǒng)屬性（包括DMA和存儲(chǔ)器訪(fǎng)問(wèn)）也是很有幫助的。

　　為網(wǎng)絡(luò)多媒體應(yīng)用選擇處理器取決于系統(tǒng)設(shè)計(jì)對(duì)性能和連通性要求。許多應(yīng)用同時(shí)采用微控制器（MCU）和數(shù)字信號(hào)處理器（DSP），MCU為系統(tǒng)提供控制功能，而DSP完成密集的數(shù)字計(jì)算。如今，這兩種不同的作用已經(jīng)被合并到一個(gè)處理器中，正如美國(guó)模擬器件公司（Analog Devices, Inc. 簡(jiǎn)稱(chēng)ADI）的Blackfin 處理器系列。這類(lèi)器件在單一體系結(jié)構(gòu)中提供控制代碼和大量的信號(hào)處理，同時(shí)還提供多種適合多媒體連通性的外圍設(shè)備。

　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)工程師選擇DSP時(shí)要考察的許多指標(biāo)有：DSP每秒鐘執(zhí)行的指令數(shù)目，每一處理器時(shí)鐘周期完成的運(yùn)算次數(shù)以及計(jì)算單元的效率。對(duì)上述每項(xiàng)指標(biāo)的測(cè)試可通過(guò)在待測(cè)DSP上運(yùn)行一組有代表性的基準(zhǔn)測(cè)試程序（例如，視頻和音頻壓縮算法）來(lái)確定。測(cè)試結(jié)果將表明系統(tǒng)的實(shí)時(shí)處理要求是否超過(guò)DSP的處理能力，而且同樣很重要的是，該DSP是否有足夠的處理能力裕量滿(mǎn)足新的或系統(tǒng)升級(jí)的要求。許多標(biāo)準(zhǔn)的基準(zhǔn)測(cè)試程序都假定待處理的數(shù)據(jù)已經(jīng)駐存于內(nèi)部存儲(chǔ)器，只要設(shè)計(jì)工程師分別調(diào)整好相應(yīng)的輸入輸出（I/O）配置，這種方法允許對(duì)不同供應(yīng)商的DSP產(chǎn)品之間進(jìn)行比較直接地比較。

　　恰當(dāng)?shù)耐鈬O(shè)備組合可以節(jié)省時(shí)間和成本，因?yàn)樗∪チ酥С炙璧慕涌诘耐鈬娐贰＞W(wǎng)絡(luò)多媒體設(shè)備（NMD）提供一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)外圍設(shè)備。當(dāng)然，這其中最重要的是與網(wǎng)絡(luò)接口的連接能力。在有線(xiàn)應(yīng)用中，以太網(wǎng)（IEEE 802.3）是構(gòu)建局域網(wǎng)（LAN）最流行的選擇，而IEEE 802.11a/b/g正成為無(wú)線(xiàn)LAN的首選?，F(xiàn)在許多以太網(wǎng)解決方案都直接利用DSP來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外，對(duì)于能支持MCU功能的DSP來(lái)說(shuō)，它同樣也能很好地管理TCP/IP協(xié)議棧。

　　同步和異步串行端口也是將DSP連接到多媒體系統(tǒng)環(huán)境所必須的。在NMD系統(tǒng)中，音頻編解碼器數(shù)據(jù)通常由8～32 bit的同步串行端口傳送，而音頻和視頻編解碼器控制通道則通過(guò)一個(gè)較慢的串行接口（例如SPI或者2線(xiàn)接口）來(lái)管理。另外，通用異步收發(fā)器（UART）可以支持RS-32調(diào)制解調(diào)器，以及用于近距離紅外線(xiàn)傳送的IrDATM功能。

　　許多DSP都具有通用接口，例如外設(shè)控制器接口（PCI）或者通用串行總線(xiàn)（USB）接口，因?yàn)檫@些接口通過(guò)外部芯片就可以連接到多種不同類(lèi)型的設(shè)備（例如，從PCI到IDE，從USB到802.11b，等等）。PCI具有特別的優(yōu)勢(shì)，就是能提供獨(dú)立的內(nèi)部總線(xiàn)，允許PCI總線(xiàn)主控器從DSP的內(nèi)存中發(fā)送或者接收數(shù)據(jù)，不會(huì)加重DSP內(nèi)核或者其它外圍設(shè)備的負(fù)擔(dān)。另外，適合NMD市場(chǎng)的DSP應(yīng)包括一個(gè)外部存儲(chǔ)器接口，它能提供異步和SDRAM存儲(chǔ)器控制器。異步存儲(chǔ)器接口便于連接到閃存、電可擦除只讀存儲(chǔ)器（EEPROM）和外設(shè)橋接芯片，而SDRAM為需大量計(jì)算的操作提供了必要的存儲(chǔ)能力，例如對(duì)大容量數(shù)據(jù)幀的運(yùn)算。

　　出現(xiàn)在Blackfin DSP上的一種新的端口是并行外設(shè)接口（PPI）。該端口可自如地解碼ITU-R-656視頻數(shù)據(jù)，還可以作為一個(gè)通用的8～16 bit的I/O端口，用于高速模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）和數(shù)模轉(zhuǎn)換器（DAC）或ITU-R-601視頻流。它還能與液晶平板顯示器直接相連。DSP還有其它功能，同樣可以降低系統(tǒng)成本并提高系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)據(jù)流量。例如，PPI可以連接到視頻解碼器而且自動(dòng)忽略除有效視頻以外的所有數(shù)據(jù)，從而有效地將NTSC制式的輸入視頻流速率從27 MB/s降低到20 MB/s，而且明顯減少了處理視頻信息所需要的片外存儲(chǔ)器容量。

系統(tǒng)數(shù)據(jù)流

　　在為NMD設(shè)計(jì)選擇DSP最終確定之前，必須了解系統(tǒng)級(jí)的數(shù)據(jù)流以及這些數(shù)據(jù)流在DSP上是如何實(shí)現(xiàn)的。具體地說(shuō)，數(shù)據(jù)進(jìn)出該處理器的操作能否跟得上數(shù)據(jù)和信號(hào)的處理速度？是否一直有數(shù)據(jù)供處理器處理？在任意給定的處理時(shí)段上，是否在需要時(shí)就能訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)？這些問(wèn)題對(duì)多媒體和以網(wǎng)絡(luò)為中心的系統(tǒng)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要，在這種系統(tǒng)中僅能有效運(yùn)行算法是不夠的，DSP還必須處理完全雙向的系統(tǒng)數(shù)據(jù)流。

　　請(qǐng)考慮一個(gè)安全系統(tǒng)的情況：一臺(tái)NTSC制式的照相機(jī)以大約20 MBps的速率將音頻、視頻信號(hào)傳送給DSP進(jìn)行壓縮，然后，DSP通過(guò)100 Mbps的以太網(wǎng)將壓縮信息送至遠(yuǎn)程硬盤(pán)進(jìn)行存儲(chǔ)和歸檔。除此之外，還要將未壓縮的源視頻信息從DSP送至本地液晶屏或顯示器上顯示。因?yàn)閷?duì)視頻存儲(chǔ)器的需求遠(yuǎn)大于DSP片內(nèi)存儲(chǔ)器的容量，所以視頻數(shù)據(jù)一定要經(jīng)過(guò)大容量片外存儲(chǔ)器進(jìn)行暫存和處理，例如SDRAM。

　　由于許多視頻壓縮算法一次只處理一個(gè)數(shù)據(jù)塊，例如16