基于OMAP的音頻和視頻處理ARM核應(yīng)用開發(fā)

周海晶 撖韶峰

【摘要】本文提出了一種實(shí)現(xiàn)基于OMAP的音視頻處理方案，其中ARM端作為音視頻數(shù)據(jù)輸入端，傳到DSP進(jìn)行處理，并將數(shù)據(jù)返送回ARM以進(jìn)行顯示或播放。本文主要側(cè)重ARM端應(yīng)用程序的開發(fā)，在介紹OMAP括OMAP的核心系統(tǒng)、通信模塊后系統(tǒng)配置以及初始化后，重點(diǎn)描述了ARM如何引導(dǎo)和加載DSP程序到系統(tǒng)中，最后，在對(duì)OMAP認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，深入介紹基于OMAP的音視頻處理ARM核的應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】OMAP5910；音視頻處理；ARM

1.OMAP技術(shù)概述

TI公司推出的高性能多媒體雙核處理器OMAP5910是嵌入式技術(shù)發(fā)展出現(xiàn)的新星，高性能、低功耗的TMS320C55x DSP使它具有高效的數(shù)據(jù)處理能力，控制性能很強(qiáng)的ARM925微處理器又使它具有比較好的控制能力。所以，OAMP是實(shí)現(xiàn)音頻與視頻的處理中發(fā)揮越來越大的作用。

2.總體方案設(shè)計(jì)

本方案是基于OMAP5910開發(fā)平臺(tái)的，我們可以將OMAP5910中的DSP和ARM描述為兩個(gè)“終端”。在ARM Linux和CCS開發(fā)環(huán)境下分別開發(fā)arm端和DSP端的程序。ARM端作為控制和音視頻數(shù)據(jù)的輸入端，將數(shù)據(jù)傳到DSP端進(jìn)行處理，并將處理結(jié)果返回ARM端。ARM核和DSP核通過DSP Gateway機(jī)制實(shí)現(xiàn)互相通信。DSP Gateway包含ARM端的Linux驅(qū)動(dòng)程序和DSP端的一個(gè)實(shí)時(shí)內(nèi)核及其API。ARM端通過調(diào)用DSP Gateway的API函數(shù)就能方便地在DSP上實(shí)現(xiàn)多任務(wù)管理。本設(shè)計(jì)中所說的音視頻的處理就是對(duì)音視頻數(shù)據(jù)的壓縮，這將通過MPEG壓縮技術(shù)實(shí)現(xiàn)。音視頻處理分別執(zhí)行MPEG-1和MPEG-2標(biāo)準(zhǔn)。

3.音頻處理方案設(shè)計(jì)

3.1 音頻處理方案總體設(shè)計(jì)

基于OMAP音頻系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)中，信號(hào)由麥克風(fēng)或CD等輸入，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換（ADC），數(shù)字信號(hào)處理、數(shù)模轉(zhuǎn)換（DAC）、放大器，最后通過揚(yáng)聲器輸出。一個(gè)好的音頻系統(tǒng)設(shè)計(jì)，必須能阻止噪聲從輸入到輸出的傳播，要注意以下幾個(gè)問題：

（1）麥克風(fēng)輸入的耦合噪聲；

（2）在麥克風(fēng)和線性輸入的前面，通混疊濾波器；

（3）由于音頻放大器不匹配引起的額外失真；

（4）時(shí)鐘引起的額外抖動(dòng)；

（5）缺乏好的去耦和噪聲隔離技術(shù)；

（6）沒有用線性校準(zhǔn)器分離音頻編解碼器的噪聲；

（7）開關(guān)電源的噪聲耦合到音頻電路上。

3.2 音頻數(shù)據(jù)在雙核間通訊模塊設(shè)計(jì)

4.視頻處理方案設(shè)計(jì)

4.1 視頻處理方案總體設(shè)計(jì)

4.2 視頻處理ARM端的實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)

ARM端是基于ARM9核的T1925T處理器，是這個(gè)多媒體應(yīng)用平臺(tái)的核心，任務(wù)是：打開設(shè)備文件，讀取視頻文件中的視頻數(shù)據(jù)并根據(jù)DSP端的接收能力將視頻數(shù)據(jù)發(fā)送到DSP端：發(fā)送控制信號(hào)到DSP端，視頻數(shù)據(jù)經(jīng)過DSP端處理后，接收處理的數(shù)據(jù)并輸出。

根據(jù)MPEG-2編碼原理，主要有以下幾個(gè)功能模塊：

（1）離散余弦變換（DCT）

（2）量化和逆量化模塊

（3）之型掃描

（4）運(yùn)動(dòng)估計(jì)模塊

（5）運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償預(yù)測(cè)模塊

（6）變長(zhǎng)編碼模塊

5.結(jié)語(yǔ)

本文基于OMAP的音頻與視頻處理方案的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，在OMAP開放式多媒體應(yīng)用平臺(tái)下，發(fā)揮ARM處理器出色的控制性能。ARM作為OMAP的核心部分，主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)的控制，將ARM端作為音頻數(shù)據(jù)輸入端，實(shí)現(xiàn)音頻視頻的采集及傳送至DSP進(jìn)行處理，并接收已處理數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示或播放。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著研究開發(fā)的繼續(xù)深入，OMAP上的應(yīng)用將會(huì)更加完善，并且OMAP系統(tǒng)將會(huì)越來越多地被使用。

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