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以正确的视频架构实现产品差异化

Ron Wilson?? EDN执行主编?? 2006年12月07日 ?? 收藏0



  Schulman 认为,一个关键的步骤是将应用划分为足够大的块。如果每个块内的处理任务过小,则片上共享内存中就会有过高的流量,从而系统吞吐量会受到影响。如果每个块内的处理任务过多,则芯片就无法在应用中使用并行机制的固有任务。另一个关键步骤是研究通过功能块的数据流,并在程序控制下进行预取工作,这样使一个计算中的功能块永远不会等待数据,于是芯片可以高效地使用外部 DRAM。

  所有这些特性都使类似应用的很多系统具备了结构上的极大灵活性。但是,只有勇敢者才会试图对单个 DSP 核作编程。大多数情况下,客户都是通过 API 与 Cradle的 结构发生关系。

  一个系统化方案

  这些结构为设计者提供了最佳的分析,还有大量既得利益、制度上的惰性和传统。供应商希望从能让自己首先赚钱的结构化趋势着手。但从大量的变种看,不断出现的类型表明一个针对视频丰富多媒体结构设计的系统方案是可能的。并且这种方案将与编解码与应用开发者建立良好关系一起开始,无论他们是来自内部还是第三方。没有这种认识,你就不能做很多事。有了它,系

统架构师就可以开始从系统的任务级模型着手,并采用预期使用类型的数据流来完成工作。

  从这个模型,架构师应首先提取计算热点或数据运动热点,即那些代码序列,它们会消耗大部分时间、能量,或者两者兼有。通过使用传统方案(如流水线、SIIMD引擎和状态机),设计者可以用专用硬件控制这些热点。这些加速器可以只在纸面上短暂停留,设计者不需要以任何特定方式实现它们,但是它们可降低预计执行时间,以及它们所加速的代码序列的能耗。

  接下来,架构师可以将整个任务划分为大的块,划分方法是使整个系统各块之间需要最小的带宽。例如,运动估计或哈夫曼解码就可以作为块。这个步骤极其重要:以今天的技术,计算成本并不高,但带宽会吞吃大量能量。当你区分出各个块时,就可以根据数据流对它们进行组织,并决定哪个块可以串入流水线,哪个块可以并行安排,哪个块保持串行方式。

  然后对块进行分组,包括为它们建立的加速器,并将它们映像到最少处理要求的地点,使之同时满足系统的吞吐量要求和能耗要求。如果一个强大的具有 一些扩展指令的ARM核能够以可接受的时钟频率完成工作,你就这样做。如果需要一些小型 DSP,每个有自己的加速器,也可以这么做。计划是将各个块映像到最低数量的计算资源上。如果你有时间,现在可以完成一个优化步骤,查看每个处理点的所有加速器,看它们是否可以在没有资源竞争的情况下共享硬件。如果是这样,就可以将两个或更多的加速器结合成为一个更有灵活性的加速器。最后,为这些处理点(无论它们是CPU、DSP还是专用硬件块)配备本地内存,并用任何符合数据流带宽需要的方式,将它们相互连接并连接至中央DRAM。

  虽然没有人喜欢采用这么详尽的方案,但它组织并描述了一个多媒体架构工作中每个决策的困惑过程,并且还阐明了旺盛的各种架构,它正快速出现在手持视频设备市场中。


  附文:一种灵巧的富媒体平台结构
  作者:Iole Moccagatta、Vincent Nollet 和 J-Y Mignolet,IMEC

  电子产品的数字化促进了高质量多媒体服务与高速数据通信的融合。这种融合应当能提供对互联网的广泛接入,以及在任意地点和任何时间使用服务、内容与应用。消费者应能够在家中、市区漫步、开车,甚至在遥远的乡村接入服务与信息。为支持所有这些方案,移动终端应能支持 WLAN 802.11n、3G/4G、802.16e 和 DVB-H(手持数字视频广播)通信标准,以及支持 MPEG-2、MPEG-4、AVC/H.264和 MPEG SVC(可升级视频编码)内容格式,并在它们之间作无缝切换。IMEC 正在开发必要的技术,以使这个方案实现。

  在设计者开发出一个支持所有这些方案的多模式、多媒体终端之前,他们必须克服一些重要的技术障碍。这些障碍包括:多媒体编码器和解码器的日益复杂性;对跨越多种通信标准无缝切换模式的需求;越来越高的设备成本以及这些终端的功耗要求;以及产品快速推向市场的需求。

  在 M4 计划中,IMEC 开发了满足这些技术挑战的积木块。这些块包括一个软件无线电前端和数字基带、一个 3MF(多媒体-多格式)编解码器,以及一个体验质量管理器。

  M4 终端的 3MF 编解码器应支持音、视频压缩与 3D 图形标准。为实现这个目标,IMEC 开发了一个灵活的多机种平台,它可以支持当前和新兴的音、视频压缩标准。公司计划在这个平台上验证一个新兴 MPEG SVC 标准的能效实现。SVC现在处于 MPEG 标准化进程的最后阶段,目标是将 ITU(国际电信联盟)——TH.264/MPEG AVC(先进视频编码)与嵌入内容的


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