|
摘要 ：視頻編解碼系統(tǒng)一般的實(shí)現(xiàn)可以采用DSP,ASIC專用芯片，F(xiàn)PGA可編程邏輯芯片，基于DSP處理器設(shè)計(jì)的系統(tǒng)具備易于升級(jí)，易于擴(kuò)展等優(yōu)點(diǎn)所以在視頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)中被大量采用。TI DAVINCI 6446處理器是TI公司最新的雙核視頻處理芯片，TI公司提供一種基于CODE ENGINE的API機(jī)制封裝了復(fù)雜的DSP的編解碼接口，給ARM應(yīng)用程序提供一種簡(jiǎn)單明了的系統(tǒng)調(diào)用來實(shí)現(xiàn)視頻的處理，但是同時(shí)這種機(jī)制也存在一個(gè)問題，就是如果要對(duì)機(jī)制本身進(jìn)行一些修改或者擴(kuò)展，添加自定義的接口或者算法，需要開發(fā)者去深入了解復(fù)雜的code engine機(jī)制，成都宇鴻科技提出一種跳過code engine機(jī)制，直接使用coff文件加載雙核中的dsp處理器，直接根據(jù)共享內(nèi)存實(shí)現(xiàn)arm和DSP的通信。DSP直接運(yùn)行一些開源的編解碼算法比如XVID，或者T264。該方法具備算法移植簡(jiǎn)單，arm和dsp接口自定義，
系統(tǒng)框架非常簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。本文提出的DAVINCI 開發(fā)系統(tǒng)開發(fā)的時(shí)候只需要CCS開發(fā)工具和montvista的linux arm編譯環(huán)境，整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)可以不需要仿真器的參與。
實(shí)現(xiàn)：
1：DSP的手動(dòng)加載實(shí)現(xiàn)
在DAVINCIN 6446雙核處理器出來之前的DM642或者不含arm的davinci DM6437芯片都是可以通過PCI 和HPI接口進(jìn)行DSP程序的加載的，首先開發(fā)者使用CCS工具生成目標(biāo)coff文件，通過TI提供的BIN文件轉(zhuǎn)換工具轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的加載文件。加載程序DSPboot讀取該文件，把文件中的每一個(gè)程序段根據(jù)相應(yīng)的加載地址加載到DSP的內(nèi)存空間或者L2RAM，最后把處于RESET狀態(tài)的dsp 恢復(fù)運(yùn)行，DSP從入口地址開始運(yùn)行。
Dsp加載的流程如下：
2：視頻編碼算法的移植
本文以XVID在DAVINCI 6446上的移植為例子，展示如何用CCS編譯生成在DSP上的可執(zhí)行代碼。
1：首先新建一個(gè)CCS工程，并且把所有的XVID的c源碼文件拷貝到工程的文件夾下面
編譯的時(shí)候有幾個(gè)問題：
2：沒有configure文件，需要用戶手動(dòng)在portb。h中加入了以下的定義：
#define ARCH_IS_GENERIC
#define ARCH_IS_32BIT
#define ARCH_IS_LITTLE_ENDIAN
3：ccs不允許數(shù)組初始化的時(shí)候用變量，改變一下數(shù)組的代碼編寫方式編譯通過。
4：很多函數(shù)沒有定義，是c標(biāo)準(zhǔn)庫，目前加的是 rts6400_eh.lib
按照上述步驟編譯XVID
接下來就是編寫系統(tǒng)的內(nèi)存分布CMD文件，可以參考ti的example目錄下的CMD文件編寫，在剛開始的時(shí)候可以直接把所有的段都映射到DDR內(nèi)存里面。
3：視頻編碼算法的優(yōu)化
有關(guān)xvid或者T264等開源軟件的優(yōu)化，網(wǎng)絡(luò)上已經(jīng)有很多資料，這里不多說，主要原則有以下幾點(diǎn)：
1：對(duì)XVID 的一些針對(duì)PC的特性進(jìn)行裁減，使之適合嵌入式編碼器。
2：對(duì)xvid的代碼進(jìn)行線性匯編優(yōu)化，比如核心的DCT IDCT運(yùn)算，計(jì)算運(yùn)動(dòng)向量的SAD計(jì)算函數(shù)。
3：充分利用DSP的EDMA技術(shù)，把當(dāng)前dsp運(yùn)算需要的數(shù)據(jù)搬移到運(yùn)行速度快的L2Ram中，同時(shí)在后臺(tái)用EDMA準(zhǔn)備下次DSP運(yùn)算所需要的數(shù)據(jù)，這樣時(shí)鐘讓dsp核心在CACHE中找到可以使用的內(nèi)存，大大提供整個(gè)系統(tǒng)的并成程度。
Xvid不經(jīng)過任何優(yōu)化的情況下，一秒種大概只編譯1/3幀左右，經(jīng)過良好的優(yōu)化，在一個(gè)DAVINCI 處理器上實(shí)現(xiàn)4路cif或者1路D1的實(shí)時(shí)編碼是完全可行的。
4：基于共享內(nèi)存的arm和dsp交互設(shè)計(jì)
利用前面CCS生成的dsp二進(jìn)制代碼，就可以利用dspboot加載工具讓dsp開始運(yùn)行。接下來就是需要設(shè)計(jì)arm和dsp如何進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，要完成一個(gè)圖像的編碼，xvid需要幾個(gè)參數(shù)：
1：YUV原始數(shù)據(jù)的輸入：
2：編碼后的MPEG4數(shù)據(jù)的輸出。
3：編碼的參數(shù)控制。
整個(gè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主要由以下任務(wù)完成：
1：采集線程：
負(fù)責(zé)從驅(qū)動(dòng)視頻AD techwell系統(tǒng)或者TI TVP系列，然后送入davinci的bt656接口，最后通過resize 得到所需要編碼的分辨率，本文以CIF 352*288分辨率為例。
最后采集線程把resize以后的原始輸入數(shù)據(jù)寫入一個(gè)固定的內(nèi)存比如 0x83c00000;
2:dsp 編碼線程：
Dsp運(yùn)行一個(gè)死循環(huán)，每次循環(huán)開始先從0x83c00000地址處讀大小為352*28*2大小的數(shù)據(jù)拷貝到自己的編碼緩沖區(qū)，然后執(zhí)行encode_main 函數(shù)完成一次圖像的編碼，然后把編碼后的數(shù)據(jù)輸出的固定內(nèi)存比如0x83e00000;并且同時(shí)做上標(biāo)記DSP已經(jīng)完成一次編碼。
3:ARM 端處理線程：
Arm只負(fù)責(zé)編碼后的數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)發(fā)送或者系統(tǒng)存儲(chǔ)，arm端判斷去0x83e00000處的內(nèi)存是否有dsp編碼后的數(shù)據(jù)，如果有則通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到指定的客戶端電腦去，由電腦實(shí)現(xiàn)視頻的解碼和顯示。
5：PC端客戶端軟件的實(shí)現(xiàn)：
Pc端客戶端軟件的實(shí)現(xiàn)主要參考XVID的解碼例子，最后把解碼后的數(shù)據(jù)通過direct draw或者其他方式實(shí)現(xiàn)。
6：3G的實(shí)現(xiàn)
利用成都宇鴻科技本身的3G驅(qū)動(dòng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)在davinci上的USB 的3G上網(wǎng)卡的驅(qū)動(dòng)，同時(shí)配合VPN可以實(shí)現(xiàn)在外網(wǎng)通過IP訪問內(nèi)置在視頻服務(wù)器上的web對(duì)路由器進(jìn)行設(shè)置和狀態(tài)查詢，同時(shí)可設(shè)置基于時(shí)間的定時(shí)撥號(hào)機(jī)制，實(shí)現(xiàn)7*24小時(shí)的無人值守工作環(huán)境。
|
