Adsp-bf561 iste'molchi multimedia ilovalariga mo'ljallangan Blackfin protsessorlari oilasiga kiradi - bet 3

|
Adsp-bf561 iste'molchi multimedia ilovalariga mo'ljallangan Blackfin protsessorlari oilasiga kiradi
|
bet | 3/4 | Sana | 19.11.2023 | Hajmi | 360,32 Kb. | | #101503 |
Bog'liq ADSPIkki o'lchovli tasvir konvolyutsiyasi
Video oqimi haqiqatan ham ma'lum tezlikda harakatlanuvchi tasvir ketma-ketligi bo'lganligi sababli, tasvir filtrlari kiritilgan tasvirlar ketma-ketligini ushlab turish uchun etarlicha tez ishlashi kerak. Shunday qilib, tasvir filtri yadrolari mumkin bo'lgan eng kam protsessor davrlarida bajarilishi uchun optimallashtirilgan bo'lishi kerak. Buni ikki o'lchovli konvolyutsiyaga asoslangan oddiy tasvir filtri to'plamini o'rganish orqali ko'rsatish mumkin.
Konvolyutsiya tasvirni qayta ishlashning asosiy operatsiyalaridan biridir. Ikki o'lchovli konvolyutsiyada, ma'lum bir piksel uchun bajarilgan hisob, uning yaqin qo'shnisidagi piksellardan intensivlik qiymatlarining vaznli yig'indisidir. Niqobning qo'shnisi ma'lum bir pikselda joylashganligi sababli, niqob odatda g'alati o'lchamlarga ega. Niqob oʻlchami odatda tasvirga nisbatan kichik boʻladi va 3x3 oʻlchamdagi niqob keng tarqalgan tanlovdir, chunki u piksel boshiga hisoblash uchun oqilona, lekin tasvirdagi qirralarni aniqlash uchun etarlicha katta.
Ushbu mahsulotlarning barchasi tarmoq orqali siqilgan audio/videoni oqimlashi, oqim konteynerlarini qayta ishlashi, oqimlarni dekodlashi va iste'molchiga sinxronlashtirilgan audio/video chiqishini taqdim etishi kerak. Bu vazifalarning barchasi qiyin real vaqtda bajarilishi kerak. Ushbu vazifalarni real vaqt rejimida bajarmaslik, foydalanuvchining yoqimsiz va qabul qilinishi mumkin bo'lmagan tajribasini keltirib chiqaradi. Analog Devices Blackfin® kabi arzon protsessorda bunday ishlash darajasiga erishish uchun SW arxitekturasi juda yuqori darajadagi apparat samaradorligiga erishishi kerak.
Ushbu qurilmalar internetga ulanishi mumkinligi sababli, ko'plab turli kodeklar talab qilinadi. Shuningdek, raqamli huquqlarni boshqarish (DRM) tarmoqqa asoslangan media qurilmalari uchun asosiy vositadir, chunki kontentning qiymati himoyalangan bo'lishi kerak. Kontent egalari uni ochiq tarmoq orqali foydalanishga ruxsat berishdan oldin ushbu kontent himoyasi isbotlanishi kerak.
Barcha audio va video kodeklari, DRM sxemalari, media server protokollari va audio/video tashish imkoniyatlariga ega mahsulotni chiqarish mumkin emas, shuning uchun tarmoqqa ulangan ushbu qurilmalarni maydonchada yangilanishi juda muhim.
Mahsulotlarni keng miqyosda joylashtirish va qabul qilish uchun ular OEM ga qurilmaning "ko'rinishi va hissiyotini" sozlashiga ruxsat berishlari kerak. "Ko'rinish va his qilish" OEM uchun juda muhim, shuning uchun qurilma ularning mahsulot liniyasining qolgan qismiga mos keladi. Yana bir muhim xususiyat - bu mahsulotlar hamyonbop bo'lishi kerak. Buni amalga oshirish uchun tizim dizayni mavjud arzon protsessordan yuqori samarali tarzda foydalanishi kerak.
Bitta chipli Ilova va Multimedia protsessorining asosiy arxitekturasi ikkala qiyin real vaqt muddatlari bajarilishini talab qiladi, shu bilan birga bir tizimda ilovaga barcha kerakli resurslardan foydalanish imkoniyatini beradi. Veb-brauzer ishlayotganida, foydalanuvchiga qoniqarli tajriba berish uchun u protsessor resurslarining 100% ga yaqinlashishi kerak.
Agar foydalanuvchi media-serverdan video ko'rishni so'rasa, ular videodagi pauzalarga, aniq tushib qolgan kadrlarga yoki ovoz bilan bog'liq muammolarga toqat qilmaydi. Shunday qilib, media oqimini dekodlashda, audio va videoni dekodlash va taqdim etish uchun zarur bo'lgan protsessor resurslarining har qanday darajasi qo'llaniladi.
Buni amalga oshirish uchun bizda ikkita alohida rejalashtirish domenlari mavjud, bu multimedia dekoderlarining real vaqt talablarini ("Oqimli Multimedia yadrosi" yoki SMK deb ataladi) qo'llab-quvvatlash uchun maxsus ishlab chiqilgan maxsus qattiq real vaqt rejalashtiruvchisi va qulay keng tarqalgan dastur sifatida Linux. rejalashtiruvchi.
Birgalikda SMK tomonidan rejalashtirilgan funksiyalar virtual apparat qurilmasini tashkil qiladi. Ya'ni, Linux ustida ishlaydigan dastur uchun qurilma har qanday boshqa apparat audio/video dekoder periferik qurilmalariga o'xshaydi.
Streaming Multimedia System (SMS) video mediani kerakli displey tezligida (masalan, televizor chiqishi uchun sekundiga 30 kvadrat D1 piksellar sonini) va chiqish namuna tezligida (masalan, DVD sifatli audio uchun 48 KHz) audio mediani taqdim etishni kafolatlaydi. Ushbu qattiq real vaqt cheklovlari alohida dasturiy ta'minot komponentlari (ya'ni, media kodek dasturiy ta'minoti) tomonidan emas, balki butun tizim tomonidan bajariladi. 3-rasmda ko'rsatilganidek, tizim ma'lumotlar yo'lidagi barcha elementlarning ushbu talabni qondirish uchun mos ishlashini ta'minlash orqali DAC-larga ma'lumotlar oqimini ularning chiqish tezligida etkazib beradi, shu jumladan Oqimli multimedia: Tarmoq mexanizmi (SMNE), Transport mexanizmi ( SMTE), Audio Engine (SMAE) va Video Engine (SMVE) hamda Audio va Video DAC drayverlari.
Ikki alohida protsessor: umumiy maqsadli ilovalar protsessori va media protsessoridan foydalangan holda media-markazli mahsulotlarni joriy qilish kunlari yaqinlashmoqda. Streaming Multimedia System (SMS) dasturiy ta'minot tizimimizdan foydalanib, biz turli xil siqish formatlarining (WM, MPEG2, MPEG4, JPEG va boshqalar) to'liq DVD sifatli multimedia dekodini yetkazib bera olamiz. Bularning barchasi bitta arzon narxlardagi 600MHz Blackfin-da. Xuddi shu Blackfin ham uCLinux va uCLinux OS imkoniyatlaridan va SMS “Virtual uskunamizdan” foydalanadigan ilovalarni ham ishga tushiradi. Ushbu tarmoqqa ulangan, dalada yangilanadigan tizim ushbu sof dasturiy ta'minot yondashuvini tarmoqqa ulangan media ishlov beruvchi mijoz qurilmalarining ushbu yangi toifasidagi o'zgarishlarning tezlashuv tezligiga moslashish uchun noyob qiladi.
ADI ning Blackfin oilasi kabi kam quvvatli, qattiq nuqtali protsessorlar unumdorligi va ommabopligi oshishi bilan ular tobora ko'proq multimedia ilovalariga xizmat qila oladi. Ushbu ilovalarning ko'pchiligi kichik, past quvvatli suyuq kristalli displey (LCD) panellarni talab qiladi, ular umuman olganda, televizion translyatsiya uchun ishlatiladigan to'liq NTSC/PAL videosiga qaraganda pastroq video o'lchamlari. Ushbu panellar odatda mikrokontroller yoki maxsus LCD kontroller chipi tomonidan boshqariladi. Ammo bugungi kunda Blackfin protsessorlari signalni qayta ishlash va boshqarish funktsiyalarini boshqarish, shuningdek, LCD displeylarga to'g'ridan-to'g'ri ulanish uchun etarli darajada ishlashga ega - tizim narxini va murakkabligini sezilarli darajada kamaytiradi. Ushbu maqolada ADSP-BF561 Blackfin protsessorining parallel periferik interfeysi (PPI) LCD displey imkoniyatlarini yuqori samarali media ishlov berish dunyosiga qanday birlashtirgani, bu bitta protsessordan tizimni qayta ishlash va displeyni boshqarish uchun foydalanishga imkon berishini muhokama qiladi.
Shunga qaramay, ADSP-BF561 Blackfin protsessori o'zining parallel periferik interfeysi (PPI) orqali ko'plab TFT-LCD modullariga bevosita ulanishi mumkin. PPI ko'p funksiyali parallel interfeys bo'lib, uni 8 va 16 bit kengligida sozlash mumkin. Ikki tomonlama ma'lumotlar oqimini qo'llab-quvvatlovchi, u uchta sinxronizatsiya chizig'ini va tashqaridan taqdim etilgan soatga ulanish uchun soat pinini o'z ichiga oladi. LCD panellarga ulanishdan tashqari, PPI ITU-R BT.656 ma'lumotlarini yopishtirmasdan dekodlashi va ITU-R BT.601 video oqimlari bilan ham interfeysga kirishi mumkin.
ADSP-BF561 ko'plab umumiy maqsadli taymerlarni impuls kengligi-modulyatsiyasi (PWM) qobiliyati bilan ta'minlaganligi sababli, uni modulga to'g'ri LCD vaqtini ta'minlash uchun sozlanishi mumkin, bu esa tashqi vaqtni ASIC-ga bo'lgan ehtiyojni yo'q qiladi. 1-rasmda Blackfin protsessor va TFT-LCD moduli o'rtasidagi asosiy ulanishning blok diagrammasi ko'rsatilgan. Shuningdek, ADSP-BF561 EZ-KIT Lite baholash kengashi ko'rsatilgan; uning ko'plab qulayliklari Blackfin ilovalarining keng turlarini, shu jumladan bu erda muhokama qilinganini ham oson boshlashni ta'minlaydi.
TFT-LCD panellari odatda ikkita alohida quvvat manbaiga muhtoj. Birinchidan, panelning o'zi elektr ta'minoti liniyasiga ega. LCD panellar orasida kuchlanish ta'minoti talabi o'zgarib tursa-da, odatdagi qiymatlar 3,3 V yoki 5 V ni tashkil qiladi. Ikkinchidan, CCFL yoritgichlari gaz molekulalarini floresansga qo'zg'atish uchun yuqori voltli ta'minotga muhtoj. Ushbu kuchlanish odatda TFT-LCD moduli ichidagi alohida elektron platada DC-AC inverteri bilan ishlab chiqariladi. Boshqa tomondan, yuqori voltli o'zgaruvchan tok manbaini talab qilmaydigan LED yoritgichlari odatda to'g'ridan-to'g'ri 5-V yoki 12-V doimiy manbadan quvvatlanishi mumkin.
ADSP-BF561 eng katta moslashuvchanlikka erishish uchun sozlanishi mumkin bo'lgan PWM chiqishlari bilan HSYNC va VSYNC signallarini ishlab chiqaradi. Bu ma'lum bir TFT paneli tomonidan belgilangan polarit, impuls kengligi va davr uchun sozlash imkonini beradi.
Ko'pincha, LCD vaqt talablari gorizontal sinxronlash signalining tasdiqlanishi va haqiqiy ko'rsatilgan tasvir ma'lumotlari o'rtasidagi noto'g'ri ma'lumotlar davrini belgilaydi. ADSP-BF561 ning PPI bu vaqtni HSYNC signali qabul qilingandan so'ng chiquvchi ma'lumotlarni ma'lum miqdordagi soat tsikllari bilan kechiktirishga ruxsat berish orqali boshqarishi mumkin.
Media protsessorida (tashqi qurilmani almashtirish uchun) LCD kontrollerni taqlid qilishda nima borligini tushunish uchun keling, o'rnatilgan TFT-LCD modulida kiruvchi xom video oqimini ko'rsatish bilan bog'liq tizim oqimini ko'rib chiqaylik. 2-rasmdagi misolni ko'rib chiqing, bu erda NTSC kamerasining raqamlashtirilgan chiqishi ADSP-BF561 protsessorining video portiga qo'llaniladigan tasvir oqimini ta'minlaydi. Biz rasmda ko'rsatilgan qadamlarning har birini muhokama qilamiz.
So'nggi ikki yil ichida iste'molchi audio/video mahsulotlari yopiq yagona formatdan (masalan, MPEG2/AC-3) ko'p formatli audioli (masalan, AC-3, MP3, WMA va boshqalar) yopiq yagona formatli videoga o'tdi. . Kelgusi bir necha yil ichida ushbu mahsulotlar yangi audio, video va tasvir formatlarini qo'llab-quvvatlashi kerak, chunki ular tarmoqqa ulangan qurilmalarga aylanadi. Ushbu mahsulotlarga quyidagilar kiradi: tarmoqqa ulangan shaxsiy video yozuvchilari (PVR), raqamli media adapterlari (DMA), Internet protokoli asosidagi televidenie (IPTV), tarmoqli raqamli qabul qiluvchilar, IP-ga asoslangan video pleyerlar (IP-VOD) va IP pristavkalari (IP- STB).
Ushbu mahsulotlarning barchasi tarmoq orqali siqilgan audio/videoni oqimlashi, oqim konteynerlarini qayta ishlashi, oqimlarni dekodlashi va iste'molchiga sinxronlashtirilgan audio/video chiqishini taqdim etishi kerak. Bu vazifalarning barchasi qiyin real vaqtda bajarilishi kerak. Ushbu vazifalarni real vaqt rejimida bajarmaslik, foydalanuvchining yoqimsiz va qabul qilinishi mumkin bo'lmagan tajribasini keltirib chiqaradi. Analog Devices Blackfin® kabi arzon protsessorda bunday ishlash darajasiga erishish uchun SW arxitekturasi juda yuqori darajadagi apparat samaradorligiga erishishi kerak.
Misolda NTSC kamerasi tomonidan ishlatiladigan interlaced videoda toq va juft maydonlar ajratilgan, shuning uchun ma'lum bir ramkadagi barcha toq chiziqlar har qanday juft chiziqlardan oldin o'tkaziladi. Ushbu misol uchun, kameradan olingan video oqimi video portga kirgandan keyin o'zaro bog'liq bo'lishi kerak. Bu istalgan chiqish sifatiga qarab bir necha usullardan biri bilan amalga oshiriladi. Eng oddiy usul - bu har bir toq qatorni keyingi juft chiziqqa ko'chiradigan, toq maydonning o'zgartirilgan versiyasi foydasiga juft maydonni samarali ravishda yo'q qiladigan chiziqni ikki marta ko'paytirish. Bu sezilarli artefaktlarni yaratganligi sababli, ko'pincha qayta ishlashni talab qiladigan usullar qo'llaniladi. Bularga chiziqli interpolyatsiya, harakat kompensatsiyasi va median filtrlash kiradi. Ushbu oxirgi usul tasvirdagi yuqori chastotali shovqinni yo'q qilishga yordam berish uchun har bir pikselning intensivlik qiymatini bevosita qo'shnilarining o'rtacha kulrang shkalasi qiymati bilan almashtiradi.
|
| |