DSP(Digital Signal Processor;数字讯号处里器)顾名思义其主要任务就是处里包括声音、影像之类的数字讯号,随着多媒体时代的来临,DSP在各类电子产品中所扮演的角色也越来越重要,根据市调公司的统计数据显示,2004年全球DSP市场规模为78亿美元,较2003年大幅成长27.2%,预计到2008年DSP市场规模将达到185亿美元,五年间的市场规模成长超过一倍,年复合成长率高达18.9%,而在消费性电子产品逐渐成为高科技产业发展主流的同时,过去主要应用在通讯领域的DSP,未来应用在消费性电子产品的比重将逐渐提升。
根据IDC的市场研究报告指出,消费性电子产品的半导体组件市场规模将从2004年的140美元,成长到2009年的300亿美元,推动的力量主要来自数字家庭的各种应用,包括数字电视、游戏机、手机、DVD、STB、数字相机、数字摄录像机等产品,这些产品的应用大多需要DSP;自从1982年TI推出第一颗DSP之后,该公司一直以来就是DSP市场的龙头,2004年TI可程序化DSP市占率高达49.7%;该产品线也占TI营收35%左右,是其半导体事业部门最主要的产品之一。
视讯DSP平台
对于产品线完整、技术能力强的厂商来说,平台式的产品最能为其营运带来综效,TI先前为行动通讯产品打造的OMAP平台就是一款极为成功的产品;所以,以DSP为核心,以多媒体视讯应用为目标市场的DaVinci平台就应运而生了,该平台可以选择专门为其需求量身订做的讯号处理器,然后从许多能够实时应用于产品的软件程序中挑选出最适合的应用软件,让系统厂商能在更短时间内推出符合个别需求的产品。
DaVinci平台的技术可为设计人员提供优化软件、开发工具、整合式组件和支持,为消费者带来超过现有数字视频产品的功能,例如,消费者不必用计算机修改数字照片的色彩和光源,数字相机就能自动完成这些修正;透过新的单一机顶盒,消费者不需要操作多部装置就能播放和录制影片,并同时与朋友进行视频会议。该技术的应用范围还能扩大至视讯保全系统,消费者可以透过电视画面确认来访者的身份,然后利用电视遥控器将门打开。德州仪器亚洲区总裁程天纵表示,DaVinci将会彻底改变消费者对于数字视频娱乐的体验方式。
《图一 德州仪器亚洲区总裁程天纵表示,DaVinci将会彻底改变消费者对于数字视频娱乐的体验方式》 |
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在DaVinci架构中DSP采用的是最新一代90nm(奈米)制程的核心,并搭配IMX加速器,TI副总裁林坤山说明,加速器是将影像编译码标准建置在硬件电路中,目前TI的规划是将八个加速器整合平台处理核心当中,所以能迅速处理几乎所有的影像编译码需求;TI能提供程序代码兼容的发展蓝图,以确保未来的DSP技术能与过去的研发设计互相共容;在软件部分,任何TI DSP架构发展的软件都能在过去和未来的所有DSP平台上继续使用,完整的向前和向后兼容性不但大幅简化设计作业,还能加速新产品上市时间。
广泛与弹性的应用
TI将在2005年底推出以DaVinci技术为基础的芯片样品、软件和开发工具,利用DaVinci技术所发展的解决方案将应用至数字相机、汽车电子娱乐产品、可携式媒体播放器、机顶盒和视讯保全系统。TI DSP/MCU产品部亚太区业务开发总监丁毓麟表示,部分特殊应用像是需要具备影像生物辨识功能的医疗仪器也是DaVinci平台解决方案的目标市场。
而与目前市场上的视讯应用半导体解决方案比较,DaVinci平台也具备多项优势,林坤山指出,目前的很多视讯解决方案均是针对特定的应用设计,也就是所谓的ASIC,其灵活性与兼容性上受到很大的限制。而目前已采用DSP方案的厂商,在设计视讯产品时需要配置各种影音编译码器和API,采用DaVinci就不需要考虑这些问题,该平台可以为用户提供各种需要的编译码器,包括驱动程序、各种AV引擎以及API接口,甚至是各种视讯格式之间的转码功能,DaVinci平台甚至可以为OEM客户缩短50%以上的产品开发时间。
结语
而目前已采用DSP方案的厂商,在设计视讯产品时需要配置各种影音编译码器和API,采用DaVinci就不需要考虑这些问题,该平台可以为用户提供各种需要的编译码器,包括驱动程序、各种AV引擎以及API接口,甚至是各种视讯格式之间的转码功能,DaVinci平台甚至可以为OEM客户缩短50%以上的产品开发时间。
《图二 TI副总裁林坤山说明,目前DaVinci处理核心搭载八个IMX加速器》 |
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TI副总裁林坤山说明,目前DaVinci处理核心搭载八个IMX加速器
DaVinci平台技术规格
DaVinci处理器
DaVinci处理器是以TMS320C6000 DSP平台为基础,其处理核心是TI最先进的C64x+ DSP核心。DaVinci处理器使用DSP和ARM核心、加速器和外围设计而成,可以满足各种数字视频终端装置对于价格、效能和功能的不同需求。
市场上的DaVinci处理器
目前已有多颗DaVinci处理器正在生产中,皆是针对视讯应用所量身打造的产品,包括:数字相机、影像电话、网络机顶盒、车用娱乐电子、视讯保全、可携式媒体播放器、医疗影像、网络链接的新型视讯应用。
加速器和外围
外围功能和加速器会在系统架构内整合,以满足视讯和音频装置的功能设计和产品加速要求。DaVinci处理器将针对不同的目标数字视频应用提供外围功能。
先进视讯加速
●视讯I/O处理子系统
●视讯和影像加速器
先进音频
●音频串行埠(ASP),可供编码译码器界面和通讯使用
外部内存界面
●DDR和DDR2内存
●芯片内建NAND闪存控制器
●支持NAND/NOR闪存的异步EMIF
视讯显示
●支持常见的分辨率和界面
链接
●USB 2.0 High-Speed主机和装置功能
●完整的10/100Mbps以太网络媒体访问控制器(MAC)
●I2C总线接口
●FPGA专用界面
数据储存界面
●ATA(硬盘)
●CF记忆卡控制器
●MMC/SD记忆卡控制器
《图三 TI DSP/MCU产品部亚太区业务开发总监丁毓麟指出,DaVinci平台也可以运用在医疗仪器等特殊应用市场》 |
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DaVinci软件
DaVinci软件会在处理器上执行,并利用处理器内建的各种资源。这些软件内含于多种不同的可规划式架构,设计人员可透过TI针对常用操作系统所提供的多种应用程序界面使用其功能,这种做法让应用软件的发展更简单快速。
视讯、影像、音频和语音编码译码器
TI正在设计并将提供标准的视讯、影像、音频和语音编码译码器以及软件产品,其用户许可证和支持将由TI和第三方提供。TI计划在未来几个月内推出下列编码译码器:H.264编/译码器、MPEG4编/译码器、H.263编/译码器、WMV9编/译码器、MPEG2编/译码器、JPEG编/译码器、AAC+译码器、AAC编码器、WMA9译码器、WMA8编码器、MP3译码器、G.711、G.728、G.723.1、G.729ab。
操作系统
标准的操作系统让有经验的设计人员得以利用其既有的程序设计知识,并透过DaVinci技术所整合的DSP引擎、加速器和其它系统功能来实现最高效能。DaVinci技术首先会支持Linux操作系统,预期未来还将支持WinCE等其它常见操作系统。
应用程序界面(API)
DaVinci提供多种不同的应用程序界面,DaVinci内的DSP平台对DSP专家而言仍是开放平台,ARM软件开发人员则能利用这些应用程序界面设计其软件,同时组合运用DaVinci技术为新世代数字视频处理提供的编/译码器,因为这些软件组件都已通过测试,能在一起共同操作。除此之外,无论研发团队的知识经验或偏好为何,DaVinci应用程序界面都能把DSP和加速器整合在一起。
架构
DaVinci软件架构经过特别设计,确保所有以DSP为基础的系统单芯片硬件和软件组件都能在一起运作。DaVinci软件架构包含OEM厂商先前为特定应用所发展的软件解决方案,系统发展人员可以不必接触多处理系统单芯片的内部细节,以缩短厂商所需的研发、系统架构设计、实作和测试时间。
DaVinci应用开发工具
DaVinci技术为不同的应用领域和设计提供多种工具和套件,包括低成本的入门工具、开发工具包和参考设计,能帮助OEM厂商更快完成产品研发和设计。透过ARM/DSP整合发展环境、操作系统工具和DSP工具,研发人员能在熟悉的环境下开发应用软件。
[2] D.A. Smolyansky, Time Domain Network Analysis:Getting S-parameters from TDR/T Measurements - Infiniband PlugFest, 2004> |
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