数字视频系统设计中的集成新概念

在数字视频创新已经成为数字信息产业热点的今天，数字视频系统的设计方法不断提高，这样既可以为数字视频产品拓展差异性空间，也能够缩短开发周期以满足日新月异的市场需求。

现在数字视频系统的复杂度已经远远超过以往任何时候，特别是随着单片系统（soc）时代的到来，广大设计人员正面临着前所未有的挑战。在soc 成为数字视频系统平台的时候，新的集成开发概念也就应运而生，其实质就是通过综合的集成开发环境以及所提供的多种工具，实现数字音视频软件与底层系统软件及相关应用的集成，并采用有效的手段进行调试。关于数字视频系统设计的集成理念可以结合业界具有代表意义的单片数字媒体处理平台达芬奇（davinci） 及其开发技术作一些探讨，其中包含基本开发理念、开发集成环境、数字视频配置工具和图形系统可视化工具四个方面。 
 

图1 达芬奇软件集成结构框图
 
数字视频系统开发理念

既然处理器自身只能用作数字视频解决方案的基础，那么管理数字视频系统的所有组件就成为极其复杂的工程难题。对于许多应用来说，数字视频只是更为庞杂的系统的众多组件之一。为了在真正意义上使开发人员克服 初的障碍并且加快产品上市进程，仅仅开发实施数字视频的基础芯片和软件已经远远不够。开发人员不仅需要处理器，还需要能够直接投入生产的理想代码。换言之，为了满足其应用的特定需求，开发人员还需要已经集成到可配置或轻松编程的数字视频子系统上的硬件和软件。

数字视频系统的复杂性主要在于开发人员必须创建和管理的众多组件。为众多组件编写代码并且管理其间的交互将大大增加集成一套完整系统的难度。为此达芬奇技术通过提供开放式平台来降低系统复杂性，在该平台之上，德州仪器及其第三方合作伙伴已经开发和集成了构成数字视频系统所需要的各种组件，并且还集成了使任何工程师都能够实现数字视频创新所需的软硬件。

在采用达芬奇平台进行开发中， 需要关注的就是全新的开发理念。成功实现数字视频需要四大要素，即处理器平台、开发工具、软件以及系统专业技术。由于能够在集成这四种要素的平台中实现数字视频、音频、语音与话音技术，因此达芬奇技术所支持的soc平台针对灵活的数字视频实施而进行了精心优化，集成了可编程dsp内核、arm处理器以及视频加速协处理器。凭借高效的处理能力、存储器、i/o带宽、平衡的内部互连以及专用外设组合，并以 低的成本为视频应用提供理想的核心动力。

达芬奇技术在芯片级上充分发挥双处理器的协处理器功效，并辅之以强大的开发工具，以扩展其基于芯片的dsp技术能力，并结合高度优化的视频算法软件。开发人员不需要再费心于如何针对自己的基本创新进行编程和优化代码的细节问题，因此缩短了开发的周期。达芬奇技术通过更加简单易用的标准api组合来实现对这些创新的利用，这些api允许轻松利用可随时投产的编解码器（codec）。

达芬奇技术使开发人员不再需要了解视频应用中实施具体codec引擎的细节，而可以较少的投入通过授权得到符合xdm标准的视频、影像、语音和音频软件，并通过配置工具植入soc中。这样一来，开发人员便无需修改上层应用代码即可以使用理想codec的api，可以显著简化视频codec处理的具体低层次细节，而集中进行增值应用开发。如图1为达芬奇软件集成结构，其中包括信号处理层、应用层及底层核心程序。

在完成软件集成之后，soc的系统调试将是一个极其复杂的过程，所幸达芬奇技术可以提供数据可视化工具，这是业界首创的图形系统可视化技术的集中展现。开发人员只需要通过pc屏幕上多个图形窗口界面，直观地了解到程序运行的结果，并且在同一图象上显示arm与dsp的任务运行情况。正是这种数据可视化工具提供了系统级数据流程的鸟瞰图以便实时地快速确认问题所在，因此实现了设计效率与总体性能的 大化。