DAVINCI技術剖析及實戰(zhàn)實用開發(fā)指南 作者 張亮_ 第1章

1、1 1 第第1章章 緒緒 論論 第1章 緒 論 1.1 達芬奇技術概述達芬奇技術概述 1.2 達芬奇技術的組成達芬奇技術的組成 1.3 達芬奇技術的優(yōu)點達芬奇技術的優(yōu)點 1.4 Codec Engine簡介簡介 1.5 小結小結 2 2 第第1章章 緒緒 論論 在線教務輔導網(wǎng)：在線教務輔導網(wǎng)： :/shangfuwang 教材其余課件及動畫素材請查閱在線教務輔導網(wǎng)教材其余課件及動畫素材請查閱在線教務輔導網(wǎng) QQ:349134187 或者直接輸入下面地址：或者直接輸入下面地址： :/shop106150152.taobao 3 3 第第1章章 緒緒 論論 隨著多媒體技術的不斷發(fā)展和應用，數(shù)字視頻

2、以其不可 阻擋的趨勢滲入到人們的工作和生活中，并在商業(yè)、國防、 公共事業(yè)等方面產(chǎn)生了巨大的應用價值。但是，數(shù)字視頻的 實現(xiàn)是一件很復雜的事情，這主要是因為：多媒體標準眾多 ，而且還在不斷地變化；現(xiàn)有數(shù)字視頻的實現(xiàn)?；谔囟ǖ?操作系統(tǒng)和硬件平臺，會導致不可避免的重編碼和修改；數(shù) 字視頻編碼和操作方式具有多樣性，因此導致開發(fā)者陷入細 節(jié)而費時、費力。達芬奇(DAVINCI)技術的出現(xiàn)將使數(shù)字視 頻的實現(xiàn)得到極大的簡化。 4 4 第第1章章 緒緒 論論 2005年，TI公司推出了應用于數(shù)字視頻領域的一種內(nèi)涵 豐富的綜合體DAVINCI(達芬奇)技術。達芬奇技術以多處 理器硬件結構(ARM+DSP)

3、和開放軟件結構為基礎，具有高 功能、低功耗等特點，能夠快速、方便地開發(fā)含有數(shù)字視頻 應用的產(chǎn)品。 本章簡單介紹了達芬奇技術的基本知識，描述了達芬奇 技術的硬件處理器、達芬奇技術的軟件和開發(fā)工具以及達芬 奇技術的執(zhí)行框架Codec Engine等。本章的內(nèi)容有利于初 學者對達芬奇技術有一個概括性的理解，并為后面幾章的學 習做一鋪墊。 5 5 第第1章章 緒緒 論論 達芬奇技術實際上就是包含有針對數(shù)字音視頻優(yōu)化的基 于DSP的系統(tǒng)解決方案，其中有四個基本組成，即芯片、軟 件、開發(fā)工具套件和支持，如圖1.1所示。 1.1 達芬奇技術概述達芬奇技術概述 6 6 第第1章章 緒緒 論論 圖1.1 達芬奇

4、技術系統(tǒng)構成 7 7 第第1章章 緒緒 論論 達芬奇芯片是一個具有雙核硬件結構(ARM+DSP)的單 片系統(tǒng)，集成有TI高性能C64+核心DSP、ARM9核心處理器 、視頻前端處理器和視頻加速器，還有非常豐富的外圍設備 ，如數(shù)字視頻、數(shù)字音頻、高速網(wǎng)絡、DDR2高速存儲器、 ATA硬盤和多種存儲卡等接口。一方面，可編程的DSP、面 向視頻的硬件加速器以及實時的壓縮-解壓縮算法保障了其 具有強大的計算能力；另一方面，基于RISC的ARM處理器 為控制界面和用戶界面提供了簡便的編程支持。達芬奇技術 以多處理器的硬件結構為基礎，同時提供了開放的軟件結構 。 8 8 第第1章章 緒緒 論論 達芬奇技術

5、建立在已有的嵌入式操作系統(tǒng)(例如Linux)的驅動 程序之上，因此，開發(fā)者不需要重新熟悉繁雜的API，從而 降低了數(shù)字視頻實現(xiàn)的復雜性。 在軟件方面，達芬奇技術全面支持由底層到高層的軟件 系統(tǒng)。達芬奇技術在嵌入式操作系統(tǒng)方面對Linux的支持極 為完善，也有支持WinCE的能力；在數(shù)字視頻、影像、語音 和音頻上可以支持H.264、MPEG4/2、H.263、VC1、JPEG 、G.711/G.723、MP3、WMA等多種編解碼器；通過多媒體 框架結構進行數(shù)字視頻軟件系統(tǒng)的集成，并提供API驅動程 序支持，同時有助于實現(xiàn)處理器間的通信。 9 9 第第1章章 緒緒 論論 達芬奇有多種開發(fā)工具套件以

6、滿足各種需求，其中評 估模塊和參考設計有益于硬件設計，而數(shù)字視頻開發(fā)平臺和 Green Hills開發(fā)工具對縮短軟件系統(tǒng)集成時間有很大幫助。 達芬奇的支持體系很強大，其中既有來自TI公司授權軟件提 供商(ASP)的支持，也有更為廣泛的第三方網(wǎng)絡的支持。所 有的數(shù)字視頻類產(chǎn)品都有機會采用達芬奇技術，不僅有眾所 周知的產(chǎn)品，如數(shù)碼相機或攝像機、個人媒體播放器、數(shù)字 機頂盒、IP可視 、數(shù)字媒體網(wǎng)關、數(shù)字視頻服務器、IP網(wǎng) 絡攝像機、數(shù)字硬盤錄相機等，還有包含汽車智能視覺在內(nèi) 的新產(chǎn)品，當然還有更多的產(chǎn)品將脫穎而出。 10 10 第第1章章 緒緒 論論 1.2.1 達芬奇硬件處理器達芬奇硬件處理器

7、達芬奇處理器在很短時間內(nèi)就發(fā)展成了一個具有相當規(guī) 模的系列，TI公司的三大主力DSP產(chǎn)品是： C2000系列：C50X、F20X、F24X、F24XX(控制器) 。 C5000系列：C54X、C54XX、C55XX(低功耗)。 C6000系列：C62XX、C67XX、C64XX(高性能)。 1.2 達芬奇技術的組成達芬奇技術的組成 11 11 第第1章章 緒緒 論論 除了上述C2000、C5000和C6000系列外，C3X系列也有 使用，而其他型號都基本淘汰。需要注意的是，同一系列中 不同型號的DSP一般都具有相同的DSP核、相同或兼容的匯 編指令系統(tǒng)；它們的差別僅在于片內(nèi)存儲器的大小、外設資

8、 源(如定時器、串口、并口等)的多少。不同系列的DSP的匯 編指令系統(tǒng)不兼容，但匯編語言的語法非常相似。除了匯編 語言外，TI公司還為每個系列提供了優(yōu)化C編譯器，方便用 戶使用C(ANSI的標準C)語言進行開發(fā)，效率可以做到手工 匯編的90%甚至更高。下面我們簡單介紹一下這幾個常用的 系列。 12 12 第第1章章 緒緒 論論 (1) C2000系列。C2000系列是一個控制器系列，全部 為16位定點DSP。該系列中的一些型號具有片內(nèi)Flash RAM ，如TMS320F24X、TMS320LF240X等。TI公司所有DSP中 ，也只有C2000中有Flash。作為控制器，C2000系列除了有

9、 一個DSP核以外，還有大量的外設資源，如A/D、定時器、 各種串口(同步或異步)、WATCHDOG、CAN總線、PWM發(fā) 生器、數(shù)字IO腳等。 13 13 第第1章章 緒緒 論論 (2) C5000系列。C5000系列是一個定點低功耗系列， 特別適用于手持通信產(chǎn)品，如手機、PDA、GPS等。目前的 處理速度一般在80400MIPS。C5000系列主要分為 C54XX和C55XX兩個系列。兩個系列在執(zhí)行代碼級是兼容 的，但它們的匯編指令系統(tǒng)卻不同。C5000包含的主要外設 有McBSP同步串口、HPI并行接口、定時器、DMA等。其中 C55XX提供EMIF外部存儲器擴展接口，允許用戶直接使用

10、SDRAM、SBSRAM、SRAM、EPROM等各種存儲器。因為 C54XX沒有提供EMIF，所以只能直接使用靜態(tài)存儲器 SRAM和EPROM。 14 14 第第1章章 緒緒 論論 另外，C5000系列一般都使用雙電源供電，其I/O電壓和核電 壓一般不同，而且不同型號也有差別。不過，TI公司提供的 全系列的DC-DC變換器可以解決DSP的電源問題。C5000系 列一般都提供PGE封裝，便于PCB板的制作。 (3) C6000系列。C6000系列是一個32位的高性能的DSP 芯片，目前的處理速度為8002400MIPS，而且還在不斷 提高。其中，C62XX為定點系列，C67XX和C64XX為浮點

11、 系列。 15 15 第第1章章 緒緒 論論 同C55XX一樣，C6000也提供EMIF擴展存儲器接口，方便 用戶使用各種外部擴展存儲器，如SBSRAM、SDRAM、 SRAM、EPROM。C6000提供的主要外設有McBSP同步串口 、HPI并行接口、定時器、DMA等。另外，在C6000的一些 型號中還提供了PCI接口。C6000只提供BGA球形封裝，在 PCB板制作時需要多層板，增加了開發(fā)和調(diào)試的難度。另外 ，C6000系列的功耗較大，需要仔細考慮DSP與系統(tǒng)其他部 分的電源分配，選擇適當?shù)腄C-DC轉換器。 16 16 第第1章章 緒緒 論論 (4) C3X系列。C3X系列雖然不是目前T

12、I的主流產(chǎn)品， 但作為一個32位的低價位浮點DSP，仍然被廣泛使用。其中 ，TMS320VC33的最高處理速度為150MFLOP。C3X系列的 結構比較簡單，外設也比較少，主要有同步串口、DMA通 道、定時器，能用于數(shù)字I/O的引腳也只有兩條。 TMS320VC33的參數(shù)說明如下： 高品質的浮點DSP，13 ns和17 ns指令周期。 34K32bit片內(nèi)RAM。 X5 PLL時鐘產(chǎn)生器。 17 17 第第1章章 緒緒 論論 低功耗，200 mV150 MFLOP。 16/32bits整數(shù)和32/40 bits浮點數(shù)運算。 32位指令字，24 bits地址線。 具有Bootloader。具有一

13、個串口，兩個32位的定時器 和DMA。 8個擴展精度寄存器，R0，R1，R7。 雙電壓供電，1.8V核電壓和3.3V的IO電壓。 支持JTAG調(diào)試標準。4個簡單、高效的預譯碼信號 。 18 18 第第1章章 緒緒 論論 TI公司的DAVINCI(達芬奇)處理器系列基于 TMS320C64X+DSP內(nèi)核，還可以包括可升級、可編程的 數(shù)字信號處理SOC、加速器和外設。達芬奇處理器包括 TMS320DM3X、TMS320DM643X、TMS320DM644X、 TMS320DM646X、TMS320DM647/TMS320DM648等系列。 下面對達芬奇處理器系列進行較詳細的介紹。 表1.1對TMS

14、320DM646X系列的片上系統(tǒng)進行了橫向的 對比。由表中的內(nèi)容可以看出，同一系列的處理器從總體上 來說差別很小，只是在部分硬件性能上有些差異。 19 19 第第1章章 緒緒 論論 以表中的AVCE6467T和VCE6467T為例，AVCE6467T和 VCE6467T差別很小，AVCE6467T較VCE6467T而言功能更 為強大。AVCE6467T在VCE6467T的基礎上，包括基礎包、 支持前向糾錯等；在軟件方面，音頻上支持G.722，視頻上 支持H.264 SVC等。 2020 第第1章章 緒緒 論論 表1.1 TMS320DM646X系列的片上系統(tǒng) 21 21 第第1章章 緒緒 論論

15、 表1.2 TMS320DM3X系列的片上系統(tǒng) 2222 第第1章章 緒緒 論論 表1.3 OMAP3525/30處理器 2323 第第1章章 緒緒 論論 1. TMS320DM6467處理器處理器 TMS320DM6467是一種基于DSP的超強性能SoC，針對 實時、多種格式的高清視頻轉換進行了專門的設計。 DM6467數(shù)字媒體處理器集成了一個ARM926EJ-S核與 600MHz的C64X+DSP核，并采用高清視頻/影像協(xié)處理 器(HD-VICP)、視頻數(shù)據(jù)轉換引擎以及目標視頻端口接口， 在執(zhí)行高達H.264HPL4(1080p 30fps、1080i 60fps、720p 60fps)的

16、同步多格式高清編碼、解碼與轉碼方面，實現(xiàn)了超 過3GHz的DSP處理能力。DM6467處理器適用于媒體網(wǎng)關 、多點控制設備、數(shù)字媒體適配器、數(shù)字視頻服務器和監(jiān)控 領域的IP機頂盒等。 2424 第第1章章 緒緒 論論 表1.4 TMS320DM6467-594處理器硬件性能 2525 第第1章章 緒緒 論論 2. OMAP3530處理器處理器 OMAP3530是TI公司專為智能手機、GPS系統(tǒng)和筆記本 電腦等低功耗便攜式應用而設計的應用處理器。在單個芯片 上集成了ARM Cortex-A8內(nèi)核、TMS320C64X+DSP內(nèi)核 、圖形引擎、視頻加速器以及豐富的多媒體外設，其中的 Cortex-

17、A8內(nèi)核擁有超過當今 300 MHz ARM9器件4倍的處理性能。OMAP3530處理 器可廣泛用于流媒體、2D/3D游戲、視頻會議、高分辨率靜 態(tài)圖像、3G多媒體手機、高性能PDA等方面，它包含高性 能移動產(chǎn)品所需的高效電源管理技術。 2626 第第1章章 緒緒 論論 OMAP3530處理器的主要硬件特性如下： (1) CPU單元。 (a) OMAP應用處理器，核心頻率為600 MHz。 (b) 720 MHz ARM Cortex-A8 Core。 (c) 520 MHz TMS320C64X+DSP Core。 (d) 16、32位的SDRAM控制器地址空間總共為1 GB。 (e) 支持

18、1 GB以上的SDRAM、NAND Flash。 2727 第第1章章 緒緒 論論 (2) 通信接口。 (a) 提供2路SPI：SPI1、SPI2。 (b) 提供GPMC總線。 (c) 提供音頻輸入/輸出接口。 (d) 支持2路MMC/SD。 (e) 提供24位DSS接口。 (3) 電器參數(shù)。 (a) 工作溫度：070。 (b) 環(huán)境濕度：20%90%，非冷凝。 2828 第第1章章 緒緒 論論 3. TMS320DM365處理器處理器 TMS320DM365處理器中，ARM926EJ-S內(nèi)核在實現(xiàn)高 達300 MHz速率的同時，還可將視頻編碼/解碼的任務交由集 成高清視頻加速器來執(zhí)行，顯著優(yōu)

19、化了系統(tǒng)的性能。 DM365集成了眾多組件，其中包括H.264、MPEG-4、 MPEG-2、MJPEG與VC1等編/解碼器，可實現(xiàn)高度的視頻靈 活性，并確保與傳統(tǒng)的視頻編/解碼器的高度互操作性，同 時還可以在同一平臺上擴展出一個產(chǎn)品系列，使開發(fā)人員將 系統(tǒng)成本降低25%。 2929 第第1章章 緒緒 論論 TMS320DM365擁有豐富的外設資源，包括EMAC、 USB 2.0、DDR2/NAND、5 SPIs、2 UARTs、2 MMC/SD/SDIO等。此外，擁有一個視頻處理子系統(tǒng)和兩個 可以配置的視頻/圖像外設，即視頻處理前端(VPFE)和視頻 處理后端(VPBE)。其中VPFE提供與

20、CCD/CMOS圖像模塊和 視頻解碼器的接口；VPBE提供對屏幕顯示的硬件支持以及 復合NTSC/PAL和數(shù)字LCD輸出。 3030 第第1章章 緒緒 論論 1.2.2 達芬奇的軟件介紹達芬奇的軟件介紹 與以往的數(shù)字視頻處理器系統(tǒng)相比，達芬奇的特別之處 還在于其強大的軟件系統(tǒng)支持基礎。達芬奇系統(tǒng)在底層以通 用嵌入式實時操作系統(tǒng)為基礎，通過構建達芬奇框架結 構DAVINCI Framework來協(xié)調(diào)各部分工作，并對數(shù)字 視頻(Video)、影像(Image)、語音(Speech)和音頻(Audio)類的 軟件提供相應的應用程序接口，即簡稱為VISA API，另外也 對簡單外設軟件接口提供應用程序

21、接口，即EPSI API。 31 31 第第1章章 緒緒 論論 圖1.2 達芬奇軟件系統(tǒng)結構 3232 第第1章章 緒緒 論論 在該體系中，VISA包含在SPL層中，實現(xiàn)基本的編/解 碼器功能；EPSI則包含在IOL層中，實現(xiàn)基本的輸入/輸出功 能。還有一個APL層，用以支持高級應用的開發(fā)。 為了使DSP算法規(guī)范化，TI公司曾經(jīng)大力推廣 eXpressDSP的開發(fā)理念并獲得成功，目前全球上千種由TI公 司或第三方提供的算法均具有eXpressDSP的兼容性，這個 DSP的算法標準稱為xDAIS。xDAIS可以提供為所有兼容性 算法與一致化的API管理存儲器資源的能力。而在達芬奇的 軟件中所使用

22、的是一個針對數(shù)字媒體的算法標準，稱為 xDM。xDAIS-DM可視為是擴展的xDAIS。 3333 第第1章章 緒緒 論論 1. xDAIS和和xDM xDAIS和xDM1繼承了TI DSP在單個處理器上執(zhí)行各種 媒體功能的能力，開發(fā)人員通過執(zhí)行xDAIS和xDM標準來和 eXpressDSP保持一致。xDAIS和xDM提供了一組編程的規(guī)定 和應用程序編程的接口(API)，使不同來源的算法能夠盡快 地集成。xDAIS可以抑制算法之間共享系統(tǒng)資源所引發(fā)的問 題；xDM則是規(guī)定一個標準的API，用于應用程序調(diào)用特定 種類的算法，使系統(tǒng)的集成者可以迅速地將算法轉移到另外 的資源。xDM標準里定義的A

23、PI也稱為VISA(視頻、圖像、 語音和音頻)。 3434 第第1章章 緒緒 論論 xDAIS作為一個DSP的開發(fā)框架，定義了以下一些接口 ： IALG：為算法實例對象的創(chuàng)建定義了獨立于框架 的算法接口。 IDMA22：為C64X和C5000使用統(tǒng)一的DMA資源處 理方式定義的算法接口。 IDMA3：為C64+和C5000使用統(tǒng)一的DMA資源處 理方式定義的算法接口。 IALG接口最主要的工作是定義算法中需要使用的內(nèi)存 ，提高片上系統(tǒng)內(nèi)存的使用效率，所有算法都必須實現(xiàn) IALG接口。 3535 第第1章章 緒緒 論論 xDAIS的API是基于C的，我們知道，C是面向過程的， 因此不存在面向對象

24、里擁有的封裝、繼承、重構等特性，那 么，我們的應用程序是如何實現(xiàn)接口的呢？對于這點， xDAIS又設計了一個名為IALG_Fxns的結構體，如表1.5所示 。 3636 第第1章章 緒緒 論論 表1.5 IALG_Fxns結構體 3737 第第1章章 緒緒 論論 我們注意到，IALG_Fxns3結構體的第一個字段是void* 指針類型的，這個字段必須在初始化時賦予一個實際的值， 也就是模塊的地址，用它來標明具體模塊的實例，這一值會 在同一模塊的所有接口中使用，接口函數(shù)中的algAlloc()、 algInit()、algFree()允許算法與用戶之間進行內(nèi)存請求通信。 algActivate(

25、)、algDeactive()方法提供了算法對片上內(nèi)存使用 的調(diào)度。algControl()方法提供了一個標準的途徑去實時地控 制一個算法實例并可以通過它來獲取算法的狀態(tài)信息。 algMoved()方法可以移除內(nèi)存中的算法實例。它們之間的調(diào) 用關系4如圖1.3所示。 3838 第第1章章 緒緒 論論 圖1.3 xDM接口函數(shù)調(diào)用流程 3939 第第1章章 緒緒 論論 xDAIS幾乎涵蓋了DSP開發(fā)的整個生命周期，是一個非 常龐大的算法標準。如果里面的接口、準則、規(guī)定要開發(fā)人 員一一實現(xiàn)的話，工作量就非常大。因此，TI公司在xDAIS 上又擴展了一個xDM標準，用來為數(shù)字信號處理提供一個 輕量級

26、的框架，總體上說，就是在xDAIS的基礎上擴展了一 個名為Digital Media的接口(xDM)，然后根據(jù)數(shù)字圖像處理 的要求，提供了一個名為VISA的API集合，其底層仍舊使用 xDAIS結構。xDM接口實際上擴展了IALG接口，在其上增 加了process和control方法。 4040 第第1章章 緒緒 論論 TI公司根據(jù)數(shù)字圖像處理的分類，封裝了一套名為 VISA(VISA，即Video、Image、Speech和Audio的簡稱)的 API集合，基本覆蓋了數(shù)字信號處理的所有需求，具體如表 1.6所示。 41 41 第第1章章 緒緒 論論 表1.6 VISA API 在Codec

27、Engine的Algorithm Create過程中，開發(fā)一個 算法程序往往是從實現(xiàn)這些接口開始的，例如，我們要 做一個H.264的編碼算法，則需要從實現(xiàn)IVIDENCx開始。 4242 第第1章章 緒緒 論論 2. DSP/BIOS LINK DSP/BIOS LINK是服務于GPP-DSP之間通信的基礎軟件 ，提供通用的API來抽象地描述GPP和DSP之間的物理連接 ，可以跨平臺使用，既可以用于具有GPP和DSP的SoC，也 可以用于單獨的GPP和DSP。 DSP/BIOS可以運行在DSP上，但是沒有專門的操作系 統(tǒng)可以使其運行在GPP上。DSP/BIOS LINK的如下特點使得 對多核系

28、統(tǒng)的開發(fā)更加方便和容易。 向應用端提供了一個通用的API接口。 4343 第第1章章 緒緒 論論 隱藏了平臺、硬件和GPP操作系統(tǒng)的具體細節(jié)信息。 針對某一平臺寫在DSP LINK上的應用，如果要移植 到其他的平臺上，應用端的代碼不需要修改或是只要很少的 修改即可。 應用靈活，可以選擇和使用最合適的協(xié)議。 DSP/BIOS LINK的關鍵組件有PROC、進程間通信協(xié)議 和進程間通信構建模塊，具體如下： (1) PROC。PROC表示應用空間的DSP處理器，該組件 提供以下服務： 建立DSP LINK的驅動，初始化DSP，使GPP能訪問 DSP的資源。 4444 第第1章章 緒緒 論論 GPP裝

29、載可執(zhí)行的DSP程序到DSP處理器，運行DSP 程序。 GPP啟動DSP，讀/寫DSP端的地址空間。 GPP停止DSP端程序的執(zhí)行。 從DSP中分離GPP并結束DSP LINK的驅動。 (2) 進程間通信協(xié)議。 為處理器之間不同類型的數(shù)據(jù)傳輸提供完整的協(xié)議 ； 滿足不同類型數(shù)據(jù)傳輸?shù)膮f(xié)議有MSGQ、CHNL、 RingIO。 4545 第第1章章 緒緒 論論 MSGQ，基于message的隊列，用于GPP和DSP端可 變長度的短消息交互；一個消息隊列只可以有一個接受者， 但可以有多個發(fā)送者，一個任務可以讀寫多個消息隊列。 CHNL，基于issue-reclaim模型的串行輸入，表述應 用空間的

30、一個邏輯數(shù)據(jù)傳輸通道，實現(xiàn)跨GPP和DSP的數(shù)據(jù) 傳輸。 RingIO，基于數(shù)據(jù)流的循環(huán)緩沖區(qū)，可由不同的處 理器讀/寫，允許在共享存儲空間創(chuàng)建循環(huán)緩沖區(qū)。 4646 第第1章章 緒緒 論論 (3) 進程間通信構建模塊。 由協(xié)議使用的低級構建模塊。 每一個構建模塊向framework提供API，用來定義其 特定應用的協(xié)議。 POOL，此模塊用于內(nèi)存管理，提供了API用于配置 共享內(nèi)存區(qū)域，同時還提供兩個CPU間的緩存數(shù)據(jù)同步的 API接口。 NOTIFY，此組件允許應用程序為發(fā)生在遠程處理 器上的事件通知注冊，并發(fā)送事件通知給遠程的處理器；同 時為事件通知定義了優(yōu)先級，優(yōu)先級通過事件的編號實現(xiàn)

31、， 低編號的事件享有更高的優(yōu)先級。 4747 第第1章章 緒緒 論論 MPCS，實現(xiàn)GPP和DSP互斥訪問共享的數(shù)據(jù)結構。 MPLIST，該組件提供GPP和DSP之間傳輸機制的雙 向循環(huán)鏈接的列表。 PROC_read/PROC_write，從DSP內(nèi)存中讀或寫。 4848 第第1章章 緒緒 論論 3. Linux Linux系統(tǒng)是真正的多用戶、多任務、多平臺操作系統(tǒng) ，提供具有內(nèi)置安全措施的分層文件系統(tǒng)，支持多達32種文 件系統(tǒng)，同時還提供Shell命令解釋程序、強大的管理功能、 圖形圖像接口、內(nèi)核的編程接口、面向屏幕的編輯軟件，以 及大量有用的實用程序和通信、聯(lián)網(wǎng)工具。 MontaVist

32、a Linux是基于Linux內(nèi)核開發(fā)的嵌入式操作系 統(tǒng)，提供的所有開發(fā)工具和附加應用包都是開放源碼的； MontaVista Linux基于Linux內(nèi)核，能夠支持廣泛的CPU芯片 系列，支持多種目標板結構，并提供強大的網(wǎng)絡協(xié)議支持， 擁有豐富的驅動程序和API。 4949 第第1章章 緒緒 論論 MontaVista Linux可以為開發(fā)者提供嵌入式設計的開放 源碼方案包，支持從通信基礎設備(如交換機和路由器)到瘦 客戶機以及消費電子領域的各種應用。為了滿足某些領域客 戶的特殊需要，MontaVista還提供了一些技術附加產(chǎn)品，包 括高可用性技術、Java開發(fā)環(huán)境、功能強大的圖形開發(fā)包等

33、。其中的高可用性技術是使MontaVista Linux獲得眾多關鍵 業(yè)務系統(tǒng)青睞的關鍵，尤其是MontaVista開發(fā)的支持錯誤恢 復、Compact PCI熱交換重新配置和系統(tǒng)跟蹤錯誤的關鍵軟 件，可以使Compact PCI系統(tǒng)的可靠性達到99.999%。 5050 第第1章章 緒緒 論論 1.2.3 達芬奇的開發(fā)工具達芬奇的開發(fā)工具 1. DAVINCI的的CCS開發(fā)環(huán)境開發(fā)環(huán)境 Code Composer Studio 包含一整套用于開發(fā)和調(diào)試嵌入 式應用的工具。它包含適用于每個TI公司器件系列的編譯器 、源碼編輯器、項目構建環(huán)境、調(diào)試器、描述器、仿真器以 及多種其他功能。CCS I

34、DE提供了單個用戶界面，可以完成 應用開發(fā)流程的每個步驟。借助于精密的高效工具，用戶能 夠利用熟悉的工具和界面快速上手并將功能添加至他們的應 用。 51 51 第第1章章 緒緒 論論 版本4之前的CCS均基于Eclipse開放源碼軟件框架。之 所以選擇讓CCS基于Eclipse，是因為Eclipse為構建軟件開發(fā) 環(huán)境提供了出色的軟件框架，并且正成為眾多嵌入式軟件供 應商采用的標準框架。CCS將Eclipse 軟件框架的優(yōu)點和德州 儀器(TI)公司先進的嵌入式調(diào)試功能相結合，為嵌入式開發(fā) 人員提供了一個引人注目、功能豐富的開發(fā)環(huán)境。 5252 第第1章章 緒緒 論論 2. XDC(eXpres

35、s DSP Components) XDC(eXpress DSP Components)5是TI公司提供的一個命 令行工具，可以生成并使用實時軟件組建包。這種稱為“包 ”的軟件成分，經(jīng)過優(yōu)化后可用于實時的嵌入式系統(tǒng)。 XDC包括開發(fā)API的工具和標準、靜態(tài)配置以及封裝。 XDC組件具有獨立于硬件的標準接口，離線配置，可以優(yōu) 化性能和存儲器的使用，并支持定制的開發(fā)環(huán)境里的自動操 作。XDC的最大好處就是使目標程序的提交標準化，并使 目標程序更容易地融入應用程序。 5353 第第1章章 緒緒 論論 XDC的使用者分為“用戶”和“生產(chǎn)者”。用戶將目 標程序包DSP算法、器件驅動器、TCP/IP棧、

36、實時操作系 統(tǒng)等，集成到自己的應用程序里；生產(chǎn)者則創(chuàng)建用戶所使用 的包，一個XDC的“包”是一些文件的集合，這些文件組 成一個由生產(chǎn)者提供給用戶的，關于版本更新和交付的單元 ，如圖1.4所示。 5454 第第1章章 緒緒 論論 圖1.4 XDC的使用者 5555 第第1章章 緒緒 論論 一個XDC的“庫”就是容納這些包的目錄。一個包、 界面或模塊名里的點“.”表示其在該庫里的位置，如表1.7 所示。 表1.7 一個XDC“庫” 這個包位于ti/sdo/ce/examples/codecs，它也就是這個包的 路徑。 5656 第第1章章 緒緒 論論 XDC主要的術語有： Packages(包)是

37、對包含模塊、界面以及其他軟件的 通用稱呼。所有的包都要經(jīng)過建立、測試、發(fā)布以及配置為 一個單元。如圖1.5所示。 Modules(模塊)是一組相關的類型和函數(shù)，既有外部 的規(guī)格，又有具體的內(nèi)部實現(xiàn)。一個模塊管理一個實際的類 型，類似于一個C+類。 5757 第第1章章 緒緒 論論 圖1.5 XDC術語間的聯(lián)系 5858 第第1章章 緒緒 論論 Interfaces(界面)是一種抽象的模塊，具有規(guī)格，但 沒有實現(xiàn)。其他的模塊和界面可以繼承其規(guī)格。一個界面定 義一組相關的類型、常數(shù)、變量以及函數(shù)。 Repository(庫)是一個裝有單個或多個包的目錄。庫 只能裝有一個包的一個版本。用戶可以完全控

38、制庫的數(shù)量和 名稱。 Target Content(目標程序)是在特定的硬件平臺上運 行的一個應用程序軟件。 Meta Content(元程序)是基于主機的程序，其作用是 在設計時進行配置，以及在運行時分析目標程序。 5959 第第1章章 緒緒 論論 Client Applications(客戶端應用程序)使用包，調(diào)用 界面函數(shù)，執(zhí)行應用程序的功能。 XDC的工作流程如圖1.6所示。 6060 第第1章章 緒緒 論論 圖1.6 XDC的工作流程 61 61 第第1章章 緒緒 論論 可以看出，XDC所需要的文件有config.bld、package.bld 、package.xdc。這些在后續(xù)章

39、節(jié)中會有詳細的講解。 使用XDC的基本步驟如下： 配置一個應用程序； 編寫一個C代碼； 對目標和平臺進行選擇處理； 編譯和鏈接應用程序。 XDC是一種編譯和打包的工具，它既能夠創(chuàng)建實時軟 件組件RTSC包，又可以根據(jù)源文件和庫文件生成可執(zhí)行的 文件，還可以自動進行性能優(yōu)化和版本控制。 6262 第第1章章 緒緒 論論 DAVINCI技術提供了一個簡單易用的集成數(shù)字視頻平 臺，這個平臺實際上支持開發(fā)所有數(shù)字視頻應用。 DAVINCI技術顯著地縮短了設計周期，降低了開發(fā)成本和 生產(chǎn)創(chuàng)新的數(shù)字視頻終端設備所需的定制量。標準化編解碼 器和API能更輕松地開發(fā)，可用于其他基于達芬奇應用的可 互操作代碼，

40、從而簡化將來的開發(fā)工作。達芬奇技術還包括 專用開發(fā)工具，如開發(fā)平臺和參考設計，以縮短產(chǎn)品上市時 間。集成達芬奇處理器還可顯著降低終端產(chǎn)品的成本。 1.3 達芬奇技術的優(yōu)點達芬奇技術的優(yōu)點 6363 第第1章章 緒緒 論論 DAVINCI技術的靈活性可使消費者在多方面受益，包 括增強設備的互操作性并延長其使用壽命、提供易于升級、 電池壽命更長的產(chǎn)品。 除了目前包含在我們能想象到的許多消費產(chǎn)品中，在不 久的將來，達芬奇技術還將對消費者的生活方式產(chǎn)生巨大影 響?，F(xiàn)在，通過在機器視覺等應用中使用達芬奇技術，消費 者能將產(chǎn)品看得更真，這有助于生產(chǎn)諸如高級安防系統(tǒng)、新 型汽車控件和更加精密的醫(yī)療診斷工具等

41、產(chǎn)品。 6464 第第1章章 緒緒 論論 Codec Engine是一個Codec執(zhí)行框架，自動地請求和實 現(xiàn)符合eXpress DSP的Codec算法。Codec Engine可以在只有 ARM、ARM-DSP或者只有DSP的環(huán)境下運行，支持多個通 道和Codec的并發(fā)執(zhí)行。它不提供A/V同步或管理應用程序 的I/O，但可以接受和提交基本的音頻和視頻流。 開發(fā)者可以使用數(shù)據(jù)可視化工具來觀察系統(tǒng)資源的使用 情況。Codec Engine提供標準化的配置工具，用來建立專門 的應用所需要的Codec組合。 1.4 Codec Engine簡介簡介 6565 第第1章章 緒緒 論論 從應用程序開發(fā)者的觀點來看，Codec Eng