达芬奇技术背景和规范

达芬奇技术背景和规范，英文原文网址：http://focus.ti.com/lit/an/sprt401a/sprt401a.pdf

执行摘要

达芬奇技术是首款基于 DSP 处理器、软件、工具和支持开发各种已优化的数字视频终端设备的集成产品组合。它使得 OEM 商更容易更快地开发一系列有成本效益的数字视频产品并且改变了消费者体验数字视频的方式。达芬奇技术将会加速革新步伐，扩张数字视频应用市场。

TI 公司在 2005 年 12 月份将首款达芬奇产品推向市场并且自那时起已向达芬奇技术产品组合添加了各种各样的组件，包括处理器、软件、工具及合作伙伴解决方案。全面的达芬奇技术蓝图致力于满足大量涌现的数字视频创新产品的实时视频的需求。这些应用包括：视频安全、 IP 机顶盒、视频会议、汽车信息娱乐、便携式媒体、数字照相机及其他已发明出来的视频产品。

为了更好的阐明达芬奇技术，以下组件已被优化使得能够互相依赖地在数字视频终端设备中工作：

达芬奇处理器

达芬奇处理器基于 TI 公司的行业领先的数字信号处理技术。达芬奇处理器由可扩展、可编程的处理器组成，包括基于 DSP 的数字媒体处理器、 ARM 处理器及基于 DSP 的片上系统，它包含加速器及外设。所有的达芬奇处理器都会为了具体的数字视频终端设备而优化至合适的价格、性能和特性要求。

• 市场上的达芬奇处理器

现在已经有了很多达芬奇处理并在以下数字视频市场里所采用：

– 数字照相机 – 视频安全

– 视频电话 – 便携式媒体播放器

– IP 机顶盒 – 医学图像

– 汽车娱乐系统 – 网络视频新兴应用

具体产品包括 TMS320DM644x 处理器和 TMS320DM643x 处理器。 TMS320DM644x 架构是一个高集成片上系统，他添加了很多数字视频所需要的外围部件，减少了 50% 之多的硬件材料。 DM644x 设备是基于 TI 公司的性能领先的 TMS320C64x+™ DSP 核心、 ARM926 处理器、视频加速器、网络外设及特别用于提高视频性能的扩展内存 / 存储接口。 TMS320DM6443 处理器，用于视频解码，提供了所有视频解码需要的处理组件，包括带有集成尺寸调节器和屏上显示引擎的模拟和数字视频输出。 TMS320DM6446 处理器用于视频编码解码，通过使用一个能够处理各种数字视频格式的视频处理前端来实现视频编码。

另外， TMS320DM643x 处理器是用于达芬奇技的首款仅有 DSP 的设备，与以前相比，他们以更低的价格提供了更强的处理能力。这些处理器包括 TMS320DM6437 ， TMS320DM6435 ， TMS320DM6433 及 TMS320DM6431 。这四种处理器都具有 TMS320C64x+™ 和并且工作在 300-600MHz 之间。这三种处理器 (TMS320DM6431, DM6435 及 DM6437) 提供了特殊的特性使得他们能够适合汽车视觉应用，如车道偏离警告、碰撞回避，这些特性符合 AEC-Q100 汽车质量标准。

TI 公司也提供了两款数字静态照相机处理器，一款用于低端照相机，另一款用于高端照相机。这种基于达芬奇技术、用于低端数字照相机市场的数字媒体处理器提供了高达 75MP/s 的处理性能。另外，一个灵活的软件管道使得 ODM 更容易更高效地合并不同特性，这些特性使得他们在竞争性很强的消费市场利于不败之地。用于高端数字照相机市场的处理器支持高达 16MP 的照相机分辨率，提供了 720p 分辨率的、每秒高于 30 帧的高清晰视频捕捉模式。丰富的信号处理带宽使得照相机能够快速处理核心特性如快门滞后、引导时间及图像回放，同时也提供了些高级特性如在噪音过滤、实时红眼去除、视频 / 图像稳定化、机内照片编辑。

• 加速器和外设

与系统架构紧密联系的是用于视频音频设备加速和实现的外设及加速器。达芬奇处理器由 DSP 核和或 ARM 核、内存配置、用于优化数字视频应用的加速器及外设组成。这些外设和加速器包括：

• 高级视频加速

– 视频 I/O 处理子系统

– 视频和图像加速器

• 高级音频

– 用于编解码接口和通信的 ASP

• 扩展内存接口

–DDR2

– 板上 NAND 闪存控制器

– 具有 NAND/NOR 闪存的异步 EMIF

• 视频显示

• 连接

– USB 2.0 高速主机与客户端连接功能

– 全速 10-/100-Mbps 以太网 MAC

–I2C 总线接口

– 用于 FPGA 连合的特殊接口

• 数据存储接口

– ATA

– 紧凑型闪存控制器

–MMC / SD 控制器

• 常用分辨率及接口的集成支持

达芬奇软件

• 视频 , 图像 , 音频及语音编解码

TI 正在设计标准视频 , 图像 , 音频 , 语音编解码作为软件产品 , 这些产品由 TI 和他的第三方伙伴准许及支持的 , 并且也很快就会出来的 . 以下是计划在最近几个月内要发布的编解码器 :

– H.264 解码 – JPEG 解码

– H.264 编码 – JPEG 编码

– MPEG-4 解码 – AAC+ 解码

– MPEG-4 编码 – AAC 编码

– H.263 解码 – WMA9 解码

– H.263 编码 – WMA8 编码

– WMV9 解码 – MP3 解码

– WMV9 编码 – G.711

– MPEG-2 解码 – G.728

– MPEG-2 编码 – G.723.1

– G.729ab

• 操作系统

标准操作系统允许这些系统的专业开发人员利用他们的编程知识并同时使达芬奇技术系统集成达到最好状态 , 集成包括强大的 DSP 引擎和加速器 . 达芬奇技术系列目前包括很多适合各种应用的操作系统 , 如开源 Linux, MontaVista™ Linux, Green Hills INTEGRITY™, Green Hills VelOSity, QNX Neutrino 等等 . 将来也会支持其他流行操作系统如 WinCE.

• 应用程序接口 (APIs)

达芬奇技术系列提供了很多有利于加速数字视频设备革新的 API 类 . 这些 API 把最好的 DSP 和 ARM 软件开发者带到一起 . 然而 DSP 平台仍旧只对 DSP 专家开放 ,ARM 软件开发者用 API 编程并且必须确保流行的下一代数字视频处理所需求的编解码能够一起工作及优化使其适合具体的视频应用 . 总之 , 不管开发组的技能和喜好如何 , 达芬奇 API 集成了 DSP 和加速器并用于高性能视频 , 音频 , 图像及语音编解码集 .

• 框架

达芬奇软件框架用于确保所有的硬件软件组件能够无缝地一起工作 . 通过提供完整的 , 事先由 OEM 商创建的具体应用的软件解决方案 , 达芬奇软件框架使得系统开发者不用关心处理器的内部工作 . 这戏剧性地减少了 OEM 的研发 , 系统架构 , 实现和测试计划以致他们能够集中于那些有价值的地方 ---- 个性化他们的产品 .

达芬奇开发工具

达芬奇技术提供了一系列价格合理的工具包用于各种应用领域和设计 , 包括低价的启动工具 , 完整的开发包和加速 OEM 设计开发的参考设计 . 一个 ARM/DSP IDE, 当要利用达芬奇技术的所有好处 , 操作系统工具和 DSP 工具允许开发者在熟悉的开发环境中编程 , 这些包括 :

• 开发包

– 数字视频评估模块 (DVEVM)

– 数字视频软件开发包 (DVSDK)

• 参考设计

• CCS™ 集成开发环境 (IDE)

• 开发包 :

– 数字视频评估模块 (DVEVM)

开发者可以使用 DVEVM 评估和实现 TMS320DM644x 和 TMS320DM643x 设备 .DVEVM 包含 MontaVista™ Linux 专业版 , 其允许开发者立即开始开发代码 , 一个 NTSC/PAL 照相机 ,LCD 屏幕 , 已连线的视频编码解码演示 , 及能够使用使用原始视频流创建新的演示 .DVEVM 也提供视频输入输出连接、网络接口、存储接口、标准子卡连接，所以开发者可以在他们的应用程序原型中使用 DVEVM 。使用 DVEVM ，开发者可以编写在 ARM 上执行的为产品做准备的应用程序代码，使用达芬奇 API 访问 DSP 核从而立即在前面所提及的处理器上开发应用程序。

– 数字视频软件开发包 (DVSDK)

系统设计人员要也可以使用 DVSDK 从而更好地接触 TI 达芬奇技术。 DVSDK 包括 eXpressDSP™ 配置包，基于 eXpressDSP 数据可视化技术的 TMS320DM644x 片上系统分析器和 MontaVista’s Linux ，这些能够使应用开发周期时间从数个月减少至数周。开发者使用 DVSDK 创建和调整已优化的 IP 机顶盒、视频电话、视频安全系统和其他高级的数字视频应用。

•CCS™ IDE

支持 TMS320DM644x 和 TMS320DM643x 设备的 CCS™ IDE 容易获得，它使得设计工程师能够灵活地使用一个熟悉的工具链工作。达芬奇产品受 TI 和及其第三方伙伴网络的支持，这些第三方伙伴网络能够提供视频系统专业知识给消费者世界。

达芬奇技术支持系统包括端对端视频生态系统，系统集成者，使用达芬奇技术和视频系统专业知识加速 OEM 产品开发的硬件和软件解决方案提供者。支持和设计达芬奇技术上的解决方案的提供者包括：

• ATEME • Mistral Software

• AwoX • MontaVista™ Software

• eInfochips Inc. • MPC Data

• eSol Co., Ltd. • Nuvation

• Green Hills Software • QNX

• Ingenient Technologies, Inc. • Spectrum Digital

• Ittiam Systems • Wintech Digital Systems Technology Corp.

• Logic Product Development

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