基于DaVinci?平臺的網(wǎng)絡(luò )視頻解碼系統分析與設計

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

　　平臺層運行在操作系統層上，屏蔽軟硬件復雜性，抽象業(yè)務(wù)層所需要的功能接口，向上支撐業(yè)務(wù)層?；贏(yíng)8核的平臺層由調試打印、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(lái)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。核與核之間的數據交互由Syslink/IPC實(shí)現。816X是一個(gè)多核SOC設備，各個(gè)核之間的通信需要通過(guò)軟件設計來(lái)實(shí)現。芯片的主處理器是A8，A8核端的Link API用來(lái)創(chuàng )建、控制、連接Links。通常由該處理器引導加載各個(gè)從處理器，包括了Video-Media Controller，VPSS-Media Controller等。其中解碼核實(shí)由Video-Media Controller負責管理的。引導加載過(guò)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(xiě)入從處理器執行的入口點(diǎn)。為了有效地實(shí)現多核通信，軟件還充分利用了郵箱中斷和自旋鎖功能實(shí)現。Mailbox為處理器通過(guò)寫(xiě)寄存器，向其他處理發(fā)送中斷機制。A8，Media Controller等之間通過(guò)系統級的Mailbox進(jìn)行通信。3個(gè)HD VICP2S的IP模塊有各自獨立的郵箱。SOC通過(guò)自旋鎖^[6](SpinLock)方便實(shí)現了系統共享資源的互斥。

　　業(yè)務(wù)層由系統管理、在線(xiàn)升級、配置管理、stream、在線(xiàn)調試、告警/事件、codec_hdvpss幾個(gè)模塊組成。管理/配置總線(xiàn)用來(lái)實(shí)現業(yè)務(wù)層模塊間的通信，共享內存(高速數據通道)用來(lái)實(shí)現stream模塊與codec_hdvpss模塊之間的高速數據傳遞。系統管理模塊是A8軟件子系統首先執行的一個(gè)模塊，實(shí)現初始化系統資源、創(chuàng )建運行其他的模塊，最后監聽(tīng)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(gè)較為獨立的模塊，不會(huì )與其他模塊有數據交互。實(shí)現3個(gè)核的軟件程序文件的在線(xiàn)升級。配置管理是業(yè)務(wù)層的中控模塊，接收主控板發(fā)過(guò)來(lái)的配置信息，控制、協(xié)調其他幾個(gè)模塊的運行。Stream模塊與網(wǎng)絡(luò )交互，獲取網(wǎng)絡(luò )發(fā)過(guò)來(lái)的碼流數據，經(jīng)共享內存(高速數據通道)傳遞到模塊做進(jìn)一步處理。在線(xiàn)調試模塊是一個(gè)較為獨立的模塊，不會(huì )與其他模塊有數據交互，實(shí)現軟件的在線(xiàn)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模塊從共享內存(高速數據通道)獲取碼流數據，進(jìn)行codec以及視頻處理輸出。

　　接口層有三個(gè)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(luò )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據到邏輯芯片的數據交換模塊。

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

5 總結

　　本文根據目前一些網(wǎng)絡(luò )視頻解碼應用現狀限制，提出了一種帶PCI-E接口的網(wǎng)絡(luò )視頻解碼系統。該系統采用了目前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(shí)現了單板6路1080P@30Hz/32路D1的網(wǎng)絡(luò )視頻解碼;在單臺服務(wù)器中可以插入多張該單板，從而實(shí)現上百路網(wǎng)絡(luò )視頻解碼，同時(shí)不會(huì )降低服務(wù)器的性能。該設計系統在筆者設計的視頻解碼平臺中得到實(shí)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(shí)用價(jià)值。

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