基于TMS320C系列DSP的MPEG-4編碼器

2013-09-26 23:54 來源:電子信息網(wǎng) 作者:和靜

本文設(shè)計了基于TMS320C6000系列DSP的MPEG-4編碼器。將攝像頭獲取的圖像以MPEG-4標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行實時壓縮并通過VGA實時顯示,同時把壓縮好的數(shù)據(jù)通過PCI總線傳輸給ARM控制器,經(jīng)由ARM根據(jù)實際的需要進(jìn)行視頻數(shù)據(jù)的網(wǎng)絡(luò)傳輸。

MPEG-4 是一種開放性標(biāo)準(zhǔn),其中許多部分都沒有規(guī)定,可以加入一些新的算法,因此采用通用DSP能夠隨時更新算法、優(yōu)化算法,使得編碼效率更高。由于MPEG-4 編碼算法復(fù)雜,需要存儲的數(shù)據(jù)量大,無論是存儲空間分配、數(shù)據(jù)傳輸還是運算速度對DSP來說都是挑戰(zhàn)。

C6000系列DSP是TI公司生產(chǎn)的高檔DSP。這一系列DSP都是基VelociTITM構(gòu)架的VLIW DSP,它在每個周期可以執(zhí)行八條32bit 的指令, 具有高達(dá)200MHZ的CPU,從而使得其運算能力達(dá)到1600MIPS。而6416在600MHz主頻下,只利用50%的運算能力就可以同時進(jìn)行單通道MPEG-4視頻編碼、單通道MPEG-4視頻解碼和單通道MPEG-2視頻編碼的處理。同時其對外接口靈活、開發(fā)工具齊全,被大多數(shù)嵌入式圖像實時壓縮系統(tǒng)所采用。因此本系統(tǒng)采用TI公司TMS320C6416芯片為核心處理器。

1.TMS320C6416的結(jié)構(gòu)及特點

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DSP的CPU結(jié)構(gòu)如圖1所示,它具有兩個通道,每個通道具有4個功能單元(1個乘法器和3個算術(shù)邏輯單元),16個32位通用寄存器,每個通道的功能單元可以隨意訪問本通道的寄存器。CPU還有兩個交叉單元,通過它們,一個通道的功能單元可以訪問另一個通道的寄存器。另外, CPU還具有256 bit寬的數(shù)據(jù)和程序通道,可以使程序存儲器在每個時鐘周期提供8條并行執(zhí)行指令。這種CPU結(jié)構(gòu)是DSP具有VLIW結(jié)構(gòu)的最基本條件。此DSP的存儲空間映射為內(nèi)部存儲器、內(nèi)部外設(shè)及擴(kuò)展存儲器。其中內(nèi)部存儲器由64KB內(nèi)部程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器構(gòu)成,內(nèi)部程序存儲器可以映射到CPU地址空間或者作為Cache操作。內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)存儲器均可通過CPU、DMA或HPI(Host Interface)方式訪問,HPI接口使上位機(jī)可以訪問DSP的存儲空間。

2.系統(tǒng)硬件設(shè)計

本系統(tǒng)主要分為三部分,分別是視頻采集模塊、視頻的MPEG-4編碼模塊和視頻傳輸模塊,其結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。

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DSP MPEG-4 TMS320C

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