基于多處理器的通用視頻處理平臺設計.pdf

1、數字視頻信號處理作為一個專門的技術起始于20世紀70年代，80年代后隨著一系列以數字視頻信號處理為中心的多媒體標準的指定和頒布，該技術逐漸走向成熟和完善。而數字視頻信號處理的實現，尤其針對最新制訂的MPEG-4和H.264標準，對硬件平臺性能的要求相當苛刻。而且視頻信號處理也越來越廣泛的在多個領域中得到應用，因此設計一款面向通用視頻處理的功能強大的硬件平臺具有很大的必要性和一定的挑戰(zhàn)性。 本文在研究了視頻信號處理對平臺的要求之后

2、，提出了一種多處理器平臺設計方案。該設計采用TI公司的DSP“DM642”作為核心處理器，利用FPGA和主從式雙處理器系統(tǒng)實現視頻信號的分流，大大提高了DSP系統(tǒng)的數據吞吐能力及并行處理能力。整個系統(tǒng)的設計與實現充分利用了現代電子系統(tǒng)設計和軟件工程的思想，采用了應用程序、驅動程序加硬件平臺的層次結構方法，保證了整個系統(tǒng)良好的可擴展性、穩(wěn)定性和可移植性。本論文主要實現了系統(tǒng)中的硬件平臺設計和模塊驅動程序設計。 系統(tǒng)硬件平臺采用模塊

3、化設計方式，這既降低了設計的復雜度，又有利于項目的分工。同時在硬件調試階段也可根據模塊化思想，針對各個模塊進行逐步調試，既提高了調試的效率，也降低了系統(tǒng)故障造成的損失。本論文設計的多處理器視頻處理平臺以DSP處理模塊為中心，并包括處理器片上外設模塊、視頻預處理模塊、外部存儲器模塊等。論文詳細介紹了各硬件子模塊的功能結構、與DSP之間的接口設計以及相應的時序邏輯控制。 現代軟件工程要求應用程序盡量與底層硬件無關，從而便于應用程序的

4、開發(fā)和移植，為此本論文實現了各個系統(tǒng)硬件模塊的驅動程序開發(fā)。結合硬件平臺的模塊化分，本論文實現的驅動程序包括：視頻預處理模塊驅動、外部存儲器模塊驅動（包括同步SDRAM和異步FLASH存儲器驅動）、處理器片上外設模塊驅動（包括EMAC接口、PCI接口和I2C接口驅動）。本文詳細討論了各模塊驅動的設計方法和設計流程。 本文已完成基于多處理器的通用視頻處理平臺的硬件設計、制作、組裝和調試，同時編制并調試通過了以上各模塊的DSP驅動程