具有录制、存储及播放音视频的功能的“个人媒体播放机”(PMP)将替代MP3成为新的市场热点。本文结合基于TI DM342的一个PMA软硬件参考设计,分析了如何在SoC硬件平台上开发软件编解码器和支持块,并分析了与外围器件的接口情况,希望进入该产品领域的开发者可从中得到了实际参考。
便携式MP3播放机的下一步发展是加入视频,于是便携式数字音视频(A/V)播放机或称为“PMP”设计开始浮出水面。这一进步也许用“革命性”一词来形容更为合适,因为给便携式MP3播放机增加录制、存储及播放视频的功能,需要采用截然不同的设计方法。此外,对未来PMP用户非常重要的各种通过互联网或其他方式发行的非商业性A/V内容,其所采用的音视频及文件格式组合基本上不受限制,这也给PMP设计者提出了更大的挑战。
对软件编解码器的需求
如今市场上有很多多媒体芯片都内置有音视频编解码器,但这些编解码器的选择范围并不宽。同时,市场上已有几种可解码MPEG-1、MPEG-2及MPEG-4 SP的芯片,以及可解码WMV的芯片,但这些芯片只能用在音视频及文件格式组合有限且相对固定的系统中。正如我们以上分析的,PMP的这些功能所要求的灵活性,比拥有集成式硬件编解码器多媒体芯片所支持的灵活性更高。
因此,为软件编解码器选择合适的硬件平台非常关键。高效率、低成本及选择良好的集成外围器件都很必要。采用CPU与DSP组合是一种理想的选择。DSP可专用于运行软件编解码程序,而CPU则用来处理所有文件解析、管理、存储以及用户界面与外围器件管理等。理想情况下,CPU及DSP最好能与外围器件紧密集成,且能处于同一芯片上。
外围器件和接口
在PMP设计的核心中,CPU与DSP组合还只是设计的一半,PMP至少还必须能与下列设备进行接口:
* 模拟音视频源(如电视或DVD播放机)；
* 数字视频源(如CMOS或CCD照相机)；
* 模拟音视频显示器(如电视监视器)；
* 数字视频显示器(如集成的LCD屏幕)；
* 存储媒介(硬盘驱动器、SD/MMC卡以及Memory Stick等)；
* PC(通过USB连接)；
* 用户控制(按钮等)。
为提供上述接口,PMP设计必须具有以下设计单元:
* 将NTSC或PAL模拟视频输入转换成原始数字视频的模拟视频解码器(集成或分离的芯片)；
* 将原始数字视频转换成NTSC 或 PAL模拟视频输出的模拟视频编码器(集成或分离的芯片)；
* 用来将原始数字视频(从数字源或模拟视频解码器上)输入到DSP中的总线(符合CCIR656或601标准)；
* 用来与外部PC进行文件传输的USB(1.1、2.0、2.0 OTG)接口；
* 用于PMP LCD显示的数字接口及驱动器；
* 用于存储的与硬盘驱动器的IDE接口；
* 与各种便携式存储媒介(CF卡、SD卡、MMC卡、索尼Memory Stick以及XD卡等)的各类直接存储器接口；
* 用于PMP控制的数字接口及驱动器等。
在开发阶段,还应包括JTAG及RS-232串行接口。
PMP设计实例(硬件部分)
一种可成为PMP设计核心的杰出“系统级芯片”例子就是由TI公司的TMS320DM342。在其核心,DM342将多媒体增强的C5409 DSP与ARM926 CPU组合在一起。集成的外围电路包括:
* 一个模拟视频编码器(NTSC及PAL)；
* 一个直接LCD显示器接口；
* 一个直接CCD/CMOS摄像机接口；
* 一个USB 2.0 OTG接口；
* 用于PMP控制的通用I/O引脚；
* 一个SD卡接口；
* 一个MMC卡接口；
* 一个索尼Memory Stick接口；
* 两个串口；
* 一个JTAG接口。
DM342是一款TI正投入批量生产的新产品。在DM342投入批量生产以前,Ingenient公司已与TI共同创建了围绕它的硬件参考设计。Ingenient公司的MP4900-BRD-DM342-20硬件参考设计是图1所示PMP硬件参考设计的扩展,它是用来开发PMP产品样机的理想选择。
PMP设计实例(软件部分)
图1所示的硬件参考设计可用作PMP多媒体框架、软件编解码器、文件处理器、加密器、多媒体预/后处理过滤器以及用户界面软件模块的平台。图2为在运行该PMP设计实例中DM342上的软件架构框图。
Ingenient技术公司开发了基于DM342的PMP设计所需的全部软件编解码器和支持模块,并可进行授权。这些软件被集成到可支持多达38种不同工作模式的6种配置中。
Ingenient还开发了基于TI公司TMS320DM270系统级芯片的PMP产品设计软硬件解决方案。DM270一年前已实现量产,并已被用于一些即将推出的PMP产品中。表1列出了由Ingenient公司基于DM342及DM270的软硬件产品设计解决方案所支持的全部工作模式。
CPU加DSP、带集成式外围的系统级芯片以及易于更新的软件编解码器的组合,构成了成功PMP设计的核心。这种以软件为中心的产品设计,总是能通过从互联网上下载最新的软件来避免过时。
作者:Bill Spears
市场营销与业务拓展总监
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Ingenient Technologies
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