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采用流行语言的处理器可编程性有利于消费电子产品设计

菜鸟
2003-03-15 02:27:00    评分
随着数字娱乐革命的继续进行,半导体芯片正越来越多地集成可编程功能,以便应对多种多样的应用并支持多媒体娱乐。这些应用遍及各个领域,如信息家电、网络摄像机、智能显示板、可视电话、PVR、视频会议、视频剪辑、图像监控安全装置、互联网收音机、DVD播放机、无线LAN设备、数字电视和机顶盒等。 为了有效地管理多媒体内容,包括先进的音频和视频流以及通信数据流,一种强大的、具备简易可编程功能的CPU对协调片上的各类操作而言很重要。为了完成任何的解决方案,一种鲁棒性的软件开发环境,包括可获得多种应用程序库,对于OEM和ODM客户而言是极其宝贵的,它可以让客户在竞争激烈的消费电子领域更快地开发出个性化的产品。 现在市场上有很多专用的多媒体处理器,它们是可编程的,但是它们的编程语言或者使用不太广泛,或者不被应用程序库支持。对亚洲的OEM和ODM厂商更宝贵的是处理器要配备流行的编程语言,如飞利浦公司的Nexperia PNX1300/PNX1500系列处理器采用的就是超长指令字(VLIW)编程方式。本文将阐述用这类语言获得可编程功能的一些优点,在这里我们讨论C和C++语言。强大的优化编译器可保证程序员根本不需要求助不可移植的汇编器编程。 可编程功能(即完全用C和C++语言实现多媒体应用的开发)最突出的优点就是缩短上市时间、降低产品开发和维护成本,同时还能保证代码可移植到下一代处理器结构中,从而使得开发复杂的多媒体应用成为可能。 强大的DSP类、C/C++可调用的特别运算 除了传统的微处理器操作和完整的IEEE浮点运算之外,理想情况下可编程多媒体处理器的指令集应包括多媒体和DSP运算,从而加速多媒体应用中很常见的单指令多数据(SIMD)计算。这些特别运算把多个简单运算结合成一个单独的VLIW指令,它可以在一个时钟周期内执行多达12个传统微处理器运算。当压缩成应用源代码时,特别运算可以大幅改进性能并提高效率。 特别的多媒体运算用人们熟悉的函数调用来实现,其语法同C/C++编程语言一致,可自动进行排程(schedule)以充分利用VLIW执行过程。如同该软件开发环境VLIW编译系统所产生的全部其它运算一样,排程器考虑了寄存器的分配、运算的组合以及流程分析。 并行VLIW执行过程(图1)在编译时由一个创新的编译系统来对其进行优化。在执行期间并不需要专门的排程硬件来进行代码的并行化操作。消除复杂的排程逻辑可以节省硬件,从而降低成本,而且可实现多媒体特性的整合,增强CPU的处理能力。寄存器不再需要被分成不同的段(bank),使得任何操作都可以利用任何寄存器来放置任何操作数。 在高级的多媒体处理器中,一个I2C接口以硬件或软件操作方式为应用提供了一个外部I2C。如果用硬件方式,它可以连接并控制各种各样不同的I2C多媒体器件,使得片外的视频器件的配置和状态检查成为可能,如数字编码器和解码器、数字相机芯片、并行I/O扩展器等。I2C软件方式可完全用软件来控制I2C接口。该接口也可用来读片外EEPROM上的引导程序。 广泛的应用程序库 OEM和ODM厂商还可获得许多应用程序库,这可加速兼容公共标准的软件算法(用于处理多媒体数据流)的产品开发。这些带C调用子程序的解决方案包括实现下列功能的组件,如MPEG-2、MPEG-4(SP和MVP)、MPEG-4 ASP解码、DV解码、H320、H.324、Dolby Pro-Logic或Dolby数字(AC-3)解码、MP3编/解码、H.263编/解码、Div-X-5解码、AAC编/解码、TCP/IP、以太网和通用PnP等。完整的系统可以通过集成各种兼容C的组件来迅速建立。 对于需要系统资源和任务管理的多媒体应用来说,嵌人式实时操作系统核(如风河系统公司的pSOS)是基于开放系统标准的,并针对多媒体应用所必需的确定响应重新进行了优化。 可编程性支持音/视频输入输出 [img]http://www.eetchina.com/ARTICLES/2003MAR/A/0303A_SS2_S2F1_2.GIF[/img] 当输出视频和产生多路复用数据流时,就要执行编程好的处理任务,如水平升级以便从CIF/SIF转换到CCIR 601分辨率。视频输出单元可提供或接收视频时钟以及使来自外部接口的信号实现同步。时钟和定时寄存器可以通过可编程寄存器来精确控制。可编程中断和双缓冲允许CP在一个缓冲被VO单元占用时可建立另一个缓冲。 目前,音频输入和输出单元一般比视频单元的可编程性要高,它为处理定制数据流提供了很高的灵活性,并能适应定制的协议以便升级到未来的音频标准。一个可编程的音频采样时钟系统可以极高的精度支持多种多样的采样速率,这使得甚至在最复杂的多媒体应用中音频和视频也可实现同步。 举例来说,在飞利浦公司的Nexperia PNX1300/1500系列中,索尼/飞利浦数字接口(SPDIF)输入单元连接到外部数字音频源,如DVD播放器,以接收各种格式的音频数据流,包括立体声PCM数据、5.1信道Dolby Digital数据等等。一个SPDIF输出单元输出高速的串行数据流。它主要用来发送数字SPDIF格式的音频数据到外部音频设备,也可用来输出来自内部音频混合或被捕获的压缩多信道音频流(如Dolby Digita Dolby l、 DTS或AAC)的两信道线性PCM音频数据。软件解码音频流可以在输出之前同其它音频流混合。 不管是SPDIF输入单元,还是SPDIF输出单元,都有各自的可编程采样速率,确保了与该系统中任何时间基准的精确同步。数据流内容是由软件产生并由软件控制的。 数字娱乐的迅速普及为亚洲的消费电子OEM和ODM厂商提供了前所未有的商机。采用流行编程语言的处理器其可编程特性将使他们能够更快地开发产品,以应对产品寿命周期的不断缩短和市场竞争的日趋激烈。 作者:Deborah Jong、Tim Chen 业务开发经理 飞利浦半导体公司 [align=right][color=#000066][此贴子已经被作者于2003-3-14 18:28:37编辑过][/color][/align]



关键词: 采用     流行     语言     处理器     可编程     有利于     消费         

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