基于DaVinci?平臺的網(wǎng)絡視頻解碼系統(tǒng)分析與設計

　　OS層是硬件層上的操作系統(tǒng)層，由Linux、BIOS 6兩個操作系統(tǒng)構成。Linux運行A8核上，BIOS 6運行在M3核^[5]。

　　平臺層運行在操作系統(tǒng)層上，屏蔽軟硬件復雜性，抽象業(yè)務層所需要的功能接口，向上支撐業(yè)務層?；贏8核的平臺層由調(diào)試打印、第三方庫、設備抽象、utility、OS/Posix Lib、Comm以及MCFW多通道框架接口構成。MCFW是TI提供的一套用來處理多媒體視頻的接口。A8核端由Syslink/IPC、Link Bitstream、Link API、MCFW API組成。VPSS M3核端由Syslink/IPC、HDVPSS Drivers、Links Capture/Display/SW Mosaic組成。Video M3核由Syslink/IPC、Decode/Encode、Links Decode/Encode組成。核與核之間的數(shù)據(jù)交互由Syslink/IPC實現(xiàn)。816X是一個多核SOC設備，各個核之間的通信需要通過軟件設計來實現(xiàn)。芯片的主處理器是A8，A8核端的Link API用來創(chuàng)建、控制、連接Links。通常由該處理器引導加載各個從處理器，包括了Video-Media Controller，VPSS-Media Controller等。其中解碼核實由Video-Media Controller負責管理的。引導加載過程包括從處理器的電源管理，復位控制，在合適的寄存器中寫入從處理器執(zhí)行的入口點。為了有效地實現(xiàn)多核通信，軟件還充分利用了郵箱中斷和自旋鎖功能實現(xiàn)。Mailbox為處理器通過寫寄存器，向其他處理發(fā)送中斷機制。A8，Media Controller等之間通過系統(tǒng)級的Mailbox進行通信。3個HD VICP2S的IP模塊有各自獨立的郵箱。SOC通過自旋鎖^[6](SpinLock)方便實現(xiàn)了系統(tǒng)共享資源的互斥。

　　業(yè)務層由系統(tǒng)管理、在線升級、配置管理、stream、在線調(diào)試、告警/事件、codec_hdvpss幾個模塊組成。管理/配置總線用來實現(xiàn)業(yè)務層模塊間的通信，共享內(nèi)存(高速數(shù)據(jù)通道)用來實現(xiàn)stream模塊與codec_hdvpss模塊之間的高速數(shù)據(jù)傳遞。系統(tǒng)管理模塊是A8軟件子系統(tǒng)首先執(zhí)行的一個模塊，實現(xiàn)初始化系統(tǒng)資源、創(chuàng)建運行其他的模塊，最后監(jiān)聽其他模塊的運行狀態(tài)以及喂狗、控制運行狀態(tài)。升級模塊是一個較為獨立的模塊，不會與其他模塊有數(shù)據(jù)交互。實現(xiàn)3個核的軟件程序文件的在線升級。配置管理是業(yè)務層的中控模塊，接收主控板發(fā)過來的配置信息，控制、協(xié)調(diào)其他幾個模塊的運行。Stream模塊與網(wǎng)絡交互，獲取網(wǎng)絡發(fā)過來的碼流數(shù)據(jù)，經(jīng)共享內(nèi)存(高速數(shù)據(jù)通道)傳遞到模塊做進一步處理。在線調(diào)試模塊是一個較為獨立的模塊，不會與其他模塊有數(shù)據(jù)交互，實現(xiàn)軟件的在線查看運行狀態(tài)等功能。告警/事件模塊向主控發(fā)送本軟件的告警/事件信息。Codec_hdvpss模塊從共享內(nèi)存(高速數(shù)據(jù)通道)獲取碼流數(shù)據(jù)，進行codec以及視頻處理輸出。

　　接口層有三個部分，分別是板間/外交互、PHY、信號交換模塊。板間/外交互是指解碼板與主機的交互，接收主控板的配置管理消息，處理并返回。PHY模塊是指解碼板與網(wǎng)絡的交互，獲取H.264的碼流。信號交換模塊是指解碼板輸出視頻數(shù)據(jù)到邏輯芯片的數(shù)據(jù)交換模塊。

　　軟件系統(tǒng)的主要功能是最大支持同解6路1080P@30 H.264碼流，解碼延時小于50毫秒(Codec模塊收到碼流數(shù)據(jù)到解碼輸出到FPGA的延時);同時還具備啟動、監(jiān)聽其他任務，監(jiān)控單板硬件狀態(tài)，管理系統(tǒng)硬件狗、運行燈，接收主控的配置信息，對軟件系統(tǒng)以及硬件系統(tǒng)進行配置，檢測到有異?；蚰承┲匾录l(fā)生等功能。

5 總結

　　本文根據(jù)目前一些網(wǎng)絡視頻解碼應用現(xiàn)狀限制，提出了一種帶PCI-E接口的網(wǎng)絡視頻解碼系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用了目前TI強大的視頻編解碼平臺DM816X并和FPGA邏輯芯片聯(lián)合應用，實現(xiàn)了單板6路1080P@30Hz/32路D1的網(wǎng)絡視頻解碼;在單臺服務器中可以插入多張該單板，從而實現(xiàn)上百路網(wǎng)絡視頻解碼，同時不會降低服務器的性能。該設計系統(tǒng)在筆者設計的視頻解碼平臺中得到實際應用和驗證，運行效果良好，并大大降低了單路視頻解碼的成本，具有很高的實用價值。

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linux操作系統(tǒng)文章專題：linux操作系統(tǒng)詳解（linux不再難懂）