開(kāi)放式多媒體應用平臺OMAP綜述

OMAP5910硬件平臺采用雙核技術(shù)來(lái)提高操作系統的效率和優(yōu)化多媒體代碼的執行。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)使用操作系統上的Word、Excel等應用軟件，這樣分別發(fā)揮了DSP和AMR核的優(yōu)勢。與傳統只使用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增強型ARM925(TI925T)和TMS320C55x。TMS320C55x的工作主頻是200MHz，內部有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(xiě)、功能強大的EMIF、雙流水線(xiàn)獨立操作以及雙MAC運算能力，采用了三項關(guān)鍵的革新技術(shù)：增大的空閑節電區域、變長(cháng)指令、擴大的并行機制。此外，TMS320C55x核增加了處理運動(dòng)估計、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，其結構對于多媒體應用高度優(yōu)化，適合低功耗的實(shí)時(shí)語(yǔ)音圖像處理。增強型ARM925工作主頻為175MHz，有16KB的高速指令緩存、8KB的高速數據緩存和17B的寫(xiě)緩沖。AMR核和DSP都可以訪(fǎng)問(wèn)內部SRAM和外部存儲器接口，但是ARM核是平臺的核心，它能訪(fǎng)問(wèn)全部16MB的內存空間和DSP 128KB的I/O空間。

OMAP軟件架構
OMAP是一個(gè)高度集成的硬件和軟件應用平臺，為無(wú)線(xiàn)市場(chǎng)提供了系統解決方案。從一定意義上說(shuō)，OMAP開(kāi)放的軟件結構對用戶(hù)更為重要。它支持多種流行的嵌入式操作系統、高級語(yǔ)言編程資源豐富的DSP多媒體組件算法，可通過(guò)應用編程接口(API)和第三方開(kāi)發(fā)工具方便地實(shí)現各種應用開(kāi)發(fā)。TI獨特的DSP/BIOS橋，允許開(kāi)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。采用算法標準xDAIS，可以實(shí)現算法的復用，使己經(jīng)成熟的DSP算法快速移植到不同系統中。

為了簡(jiǎn)化軟件開(kāi)發(fā)，DSP的軟件結構從通用處理器(GPP)的編程環(huán)境中抽象出來(lái)。在OMAP軟件體系結構中，這種抽象通過(guò)定義一個(gè)接口，使GPP成為系統的主控者來(lái)實(shí)現。該接口由一系列包括設備驅動(dòng)接口的API組成，提供一種通信機制，使得GPP應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)送數據流到DSP，狀態(tài)查詢(xún)等工作。在GPP端，其支持幾乎所有移動(dòng)終端的操作系統，包括WindowsCE、Symbian、EPOC、palm OS、Linux、Nucleus等，提供類(lèi)似于Java的開(kāi)發(fā)環(huán)境。資源管理器與DSP接口，則是DSP應用程序加載、初始化和運行控制的唯一途徑。通過(guò)資源管理器接口，GPP應用程序調用DSP的功能函數，就像在本地調用一樣。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)內核、用于內部操作與重用的DSP算法標準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(guò)的算法庫，也有助于多媒體模塊的開(kāi)發(fā)。開(kāi)發(fā)人員通過(guò)容易使用的高級應用程序接口，可以方便地獲得DSP加速算法。另外，相同的API集，可以運行于各種OMAP平臺上，從而促進(jìn)代碼的重用，能將同樣的軟件應用到不同的目標市場(chǎng)的設備中。由此可見(jiàn)，這種軟件體系結構允許開(kāi)發(fā)人員在GPP的操作系統上使用C語(yǔ)言編程，而不用直接面對底層硬件，并且使開(kāi)發(fā)人員得以容易地使用符合標準的DSP算法，而無(wú)須深入了解DSP就可以利用DSP來(lái)加速信號處理任務(wù)，實(shí)現多媒體、語(yǔ)音、安全或其他功能，從而充分發(fā)揮OMAP處理器的性能。

該體系結構可以在DSP(TMS320C55x)及GPP(TI-enhaneedARM925)上實(shí)現可擴展的非對稱(chēng)多處理技術(shù)。其中，GPP操作系統與單獨使用RISC處理器時(shí)一樣，可以達到同樣的功能：DSP與GPP相互獨立，運行DSP/BIOS實(shí)時(shí)內核；通過(guò)DSP/BIOS橋，RISC處理器可以將信號處理等密集處理的任務(wù)，安排給DSP異步運行。憑借優(yōu)化的底層軟件，DSP能以較低功耗執行這些信號處理任務(wù)，從而延長(cháng)電池使用壽命，減小產(chǎn)品體積。

OMAP應用
由于OMAP先進(jìn)獨特的結構，加之芯片運算處理能力強、功耗低，在移動(dòng)通信和多媒體信號處理方面具有明顯優(yōu)勢。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運算能力的15%。而剩余的85%仍可用于其他任務(wù)，如圖形增強、音頻播放和語(yǔ)音識別等。

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