用于手機SoC設計的部件級多媒體功能模塊

　　視頻編碼過(guò)程如圖1所示。首先，SoC主處理器通過(guò)指令配置Diamond視頻引擎，然后將未編碼的視頻幀發(fā)送給該引擎，由它對視頻幀進(jìn)行編碼，并將編碼后的圖像數據(VDE)送回主處理器。進(jìn)行視頻解碼時(shí)，主處理器首先通過(guò)指令配置Diamond視頻引擎，然后將VDE發(fā)送給它，由它進(jìn)行圖像解碼，最后將已解碼的幀傳回主處理器。音頻解碼過(guò)程，主處理器將壓縮的音頻流發(fā)送給Diamond音頻引擎，以解壓成音頻數據流。

　　圖1：已編碼和未編碼視頻數據出入Diamond視頻引擎示意圖

　　Diamond視頻引擎內核中有兩個(gè)配置好的處理器，它們共同執行視頻壓縮的任務(wù)，而集成的DMA控制器則負責將壓縮前后的圖像送入和送出該內核，并在內核中的兩個(gè)處理器之間傳遞。Diamond視頻引擎內核中的這兩個(gè)處理器都采用了Tensilica的可配置Xtensa處理器架構，引擎的流處理器則通過(guò)增加額外指令來(lái)完成比特流解析和熵編碼。

　　這些新指令中一部分基于Tensilica的可變長(cháng)度指令擴展(FLIX)，并采用每條指令執行兩次獨立操作的VLIW指令格式。Diamond視頻引擎的像素處理器也增加了可同時(shí)操作多個(gè)像素的單指令多數據(SIMD)指令。

　　流處理器和像素處理器中添加的指令使Diamond視頻引擎能夠在時(shí)鐘速率低于200MHz時(shí)以標準清晰度(SD或D1)顯示分辨率和30幀/秒的速度編碼MPEG4 ASP比特流或解碼H.264/AVC MP、MPEG4 ASP、MPEG2 MP、和VC-1/WMV9 MP視頻比特流。

　　Diamond視頻引擎的所有內部操作對主處理器都是不可見(jiàn)的，這正符合其作為部件級SoC模塊的身份。主處理器通過(guò)調用一組預定義API來(lái)操作Diamond視頻引擎。在運行視頻應用時(shí)，主處理器使用主系統內存中的兩個(gè)隊列向Diamond視頻引擎發(fā)送指令消息和數據，而用另兩個(gè)隊列接收來(lái)自Diamond視頻引擎的狀態(tài)消息和數據?；陉犃械南⑹聞?wù)處理則由主處理器和Diamond視頻引擎之間的固件驅動(dòng)型中斷啟動(dòng)。

　　圖2：包含Tensilica Diamond視頻引擎的音、視頻SoC設計實(shí)例

　　結合Tensilica的Diamond視頻引擎的硬件設計也并不復雜。與其他系統部件一樣，Diamond視頻引擎是連接到主系統總線(xiàn)上的，如圖2所示。同時(shí)，Diamond 330HiFi音頻引擎內核可以進(jìn)行數字音頻解碼以配合Diamond 視頻引擎，并由主處理器對它們進(jìn)行同步。Diamond 330HiFi音頻引擎的軟件庫中包含大量可直接運行(ready-to-run)的數字音頻編解碼程序。在某些設計中，該引擎也可用作主處理器。

　　目前在多媒體設備和手機SoC中已實(shí)現量產(chǎn)的Diamond標準音、視頻引擎說(shuō)明處理器和可直接運行的固件是如何構成一個(gè)復雜的高性能低功耗的IP內核的。采用這種面向模塊的設計方法，SoC開(kāi)發(fā)團隊就能利用復雜并已得到驗證的IP核快速搭建起非常復雜的SoC，然后利用應用程序代碼對這些SoC編程，從而為市場(chǎng)提供獨特的產(chǎn)品。由于多媒體壓縮標準發(fā)展迅速，設計時(shí)間也日益縮短，因此這種黑盒式設計方法已變得越來(lái)越重要。