開放式多媒體應(yīng)用平臺(tái)OMAP綜述

OMAP5910硬件平臺(tái)采用雙核技術(shù)來提高操作系統(tǒng)的效率和優(yōu)化多媒體代碼的執(zhí)行。實(shí)時(shí)性任務(wù)，像實(shí)時(shí)視頻通信等由DPS完成，非實(shí)時(shí)性任務(wù)和系統(tǒng)控制工作，像界面交互等則由ARM核完成。例如，使用者在進(jìn)行視頻通信的時(shí)候可以同時(shí)使用操作系統(tǒng)上的Word、Excel等應(yīng)用軟件，這樣分別發(fā)揮了DSP和AMR核的優(yōu)勢(shì)。與傳統(tǒng)只使用ARM核或者只使用DSP芯片的移動(dòng)終端相比，OMAP成功地實(shí)現(xiàn)了性能與功耗的最佳組合。

OMAP5910芯片的兩個(gè)關(guān)鍵部分是TI增強(qiáng)型ARM925(TI925T)和TMS320C55x。TMS320C55x的工作主頻是200MHz，內(nèi)部有32Kb雙存取DRAM，48Kb單存取SRAM和16Kb ROM。它具有高度的并行處理、32位讀寫、功能強(qiáng)大的EMIF、雙流水線獨(dú)立操作以及雙MAC運(yùn)算能力，采用了三項(xiàng)關(guān)鍵的革新技術(shù)：增大的空閑節(jié)電區(qū)域、變長指令、擴(kuò)大的并行機(jī)制。此外，TMS320C55x核增加了處理運(yùn)動(dòng)估計(jì)、離散余弦變換(DCT)，離散余弦反變換(IDCT)，1/2像素插值的硬件加速器，降低了視頻處理的功耗，其結(jié)構(gòu)對(duì)于多媒體應(yīng)用高度優(yōu)化，適合低功耗的實(shí)時(shí)語音圖像處理。增強(qiáng)型ARM925工作主頻為175MHz，有16KB的高速指令緩存、8KB的高速數(shù)據(jù)緩存和17B的寫緩沖。AMR核和DSP都可以訪問內(nèi)部SRAM和外部存儲(chǔ)器接口，但是ARM核是平臺(tái)的核心，它能訪問全部16MB的內(nèi)存空間和DSP 128KB的I/O空間。

OMAP軟件架構(gòu)
OMAP是一個(gè)高度集成的硬件和軟件應(yīng)用平臺(tái)，為無線市場(chǎng)提供了系統(tǒng)解決方案。從一定意義上說，OMAP開放的軟件結(jié)構(gòu)對(duì)用戶更為重要。它支持多種流行的嵌入式操作系統(tǒng)、高級(jí)語言編程資源豐富的DSP多媒體組件算法，可通過應(yīng)用編程接口(API)和第三方開發(fā)工具方便地實(shí)現(xiàn)各種應(yīng)用開發(fā)。TI獨(dú)特的DSP/BIOS橋，允許開發(fā)者在RISC和DSP之間優(yōu)化地分配任務(wù)，在不增加功耗的前提下獲得最優(yōu)性能。采用算法標(biāo)準(zhǔn)xDAIS，可以實(shí)現(xiàn)算法的復(fù)用，使己經(jīng)成熟的DSP算法快速移植到不同系統(tǒng)中。

為了簡化軟件開發(fā)，DSP的軟件結(jié)構(gòu)從通用處理器(GPP)的編程環(huán)境中抽象出來。在OMAP軟件體系結(jié)構(gòu)中，這種抽象通過定義一個(gè)接口，使GPP成為系統(tǒng)的主控者來實(shí)現(xiàn)。該接口由一系列包括設(shè)備驅(qū)動(dòng)接口的API組成，提供一種通信機(jī)制，使得GPP應(yīng)用程序能夠完成諸如初始化，控制DSP任務(wù)，與DSP交換信息，接收或發(fā)送數(shù)據(jù)流到DSP，狀態(tài)查詢等工作。在GPP端，其支持幾乎所有移動(dòng)終端的操作系統(tǒng)，包括WindowsCE、Symbian、EPOC、palm OS、Linux、Nucleus等，提供類似于Java的開發(fā)環(huán)境。資源管理器與DSP接口，則是DSP應(yīng)用程序加載、初始化和運(yùn)行控制的唯一途徑。通過資源管理器接口，GPP應(yīng)用程序調(diào)用DSP的功能函數(shù)，就像在本地調(diào)用一樣。而DSP端支持基于TI的eXPressDSP實(shí)時(shí)軟件技術(shù)，包括DSP/BIOS實(shí)時(shí)內(nèi)核、用于內(nèi)部操作與重用的DSP算法標(biāo)準(zhǔn)以及第三方軟件模塊。已有的為視頻和圖像任務(wù)優(yōu)化過的算法庫，也有助于多媒體模塊的開發(fā)。開發(fā)人員通過容易使用的高級(jí)應(yīng)用程序接口，可以方便地獲得DSP加速算法。另外，相同的API集，可以運(yùn)行于各種OMAP平臺(tái)上，從而促進(jìn)代碼的重用，能將同樣的軟件應(yīng)用到不同的目標(biāo)市場(chǎng)的設(shè)備中。由此可見，這種軟件體系結(jié)構(gòu)允許開發(fā)人員在GPP的操作系統(tǒng)上使用C語言編程，而不用直接面對(duì)底層硬件，并且使開發(fā)人員得以容易地使用符合標(biāo)準(zhǔn)的DSP算法，而無須深入了解DSP就可以利用DSP來加速信號(hào)處理任務(wù)，實(shí)現(xiàn)多媒體、語音、安全或其他功能，從而充分發(fā)揮OMAP處理器的性能。

該體系結(jié)構(gòu)可以在DSP(TMS320C55x)及GPP(TI-enhaneedARM925)上實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展的非對(duì)稱多處理技術(shù)。其中，GPP操作系統(tǒng)與單獨(dú)使用RISC處理器時(shí)一樣，可以達(dá)到同樣的功能：DSP與GPP相互獨(dú)立，運(yùn)行DSP/BIOS實(shí)時(shí)內(nèi)核；通過DSP/BIOS橋，RISC處理器可以將信號(hào)處理等密集處理的任務(wù)，安排給DSP異步運(yùn)行。憑借優(yōu)化的底層軟件，DSP能以較低功耗執(zhí)行這些信號(hào)處理任務(wù)，從而延長電池使用壽命，減小產(chǎn)品體積。

OMAP應(yīng)用
由于OMAP先進(jìn)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，加之芯片運(yùn)算處理能力強(qiáng)、功耗低，在移動(dòng)通信和多媒體信號(hào)處理方面具有明顯優(yōu)勢(shì)。如視頻處理上，視頻軟件以15f/s的速度同時(shí)編解碼QCIF圖像時(shí)，才使用了DSP運(yùn)算能力的15%。而剩余的85%仍可用于其他任務(wù)，如圖形增強(qiáng)、音頻播放和語音識(shí)別等。

而隨著技術(shù)的進(jìn)步，OMAP必將在移動(dòng)通信與多媒體信號(hào)處理方面獲得廣泛的應(yīng)用。