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基于數字視頻的達芬奇技術(shù)解析

2010/11/26

　　數字視頻技術(shù)無(wú)疑將重塑整個(gè)電子行業(yè)的面貌。當然，數字視頻技術(shù)也正在使我們的視頻體驗、傳輸以及交互方式發(fā)生著(zhù)深刻的變化。其已開(kāi)始進(jìn)入我們的汽車(chē)、計算機、移動(dòng)電話(huà)以及網(wǎng)絡(luò )。不過(guò)，帶來(lái)高品質(zhì)的娛樂(lè )享受僅是精彩剛剛開(kāi)始！
　　
　　過(guò)去，工程師們在實(shí)施數字視頻時(shí)選擇非常有限。硬連線(xiàn)以及基于A(yíng)SIC的方案總是限制著(zhù)器件的前途及功能，并且也限制它們的自適應性。雖然專(zhuān)用器件的靈活性稍高于A(yíng)SIC，但是，面對日新月異的多媒體標準與應用，它們的效用仍然很有限。可編程平臺雖然是延長(cháng)產(chǎn)品使用壽命的最靈活的方法，但是，為了打入數字視頻技術(shù)市場(chǎng)，它們往往需要巨額的軟件開(kāi)發(fā)投資。
　　
　　將數字視頻嵌入式應用中的首要難題是：實(shí)現視頻的復雜性要遠遠超過(guò)簡(jiǎn)單的圖象與音頻壓縮和解壓縮。數字視頻可以采用形形色色的形式與格式，開(kāi)發(fā)人員需要支持繁雜的配置和各種不同的方面，如：不同的分辨率/顯示器尺寸、不同的比特率、實(shí)時(shí)問(wèn)題乃至視頻源的可靠性等(例如，來(lái)自硬盤(pán)驅動(dòng)器的視頻流與來(lái)自無(wú)線(xiàn)通信鏈路的視頻流的區別)。即使是那些看似簡(jiǎn)單明了的任務(wù)--如高效管理音頻/視頻同步以及在IP網(wǎng)絡(luò )上實(shí)現可靠的視頻傳輸，仍然會(huì )讓開(kāi)發(fā)人員傷透腦筋。雖然有些器件讓眾多應用開(kāi)發(fā)人員大喜過(guò)望，但是他們不得不支持多種標準，其中包括那些必須著(zhù)手指定的新標準。為了一窺這種靈活性的重要性，只需想一想H.264視頻CODEC的迅速部署和廣泛普及。
　　
　　橫亙在許多工程師面前的主要障礙是缺少具有性能足夠多、成本足夠低、靈活性足夠高、唾手可得的數字視頻開(kāi)發(fā)平臺。對于希望在新型應用中集成視頻的工程師們來(lái)說(shuō)，必須使用低成本的現成視頻子系統來(lái)降低視頻設計的復雜性。
　　
　　而利用德州儀器(TI)的達芬奇(DaVinci)技術(shù)一切難題皆可迎刃而解！
　　
　　什么是達芬奇技術(shù)
　　
　　成功實(shí)現數字視頻需要四大要素的最新進(jìn)步，即：處理器、開(kāi)發(fā)工具、軟件以及系統專(zhuān)業(yè)技術(shù)。由于能夠在集成這四種要素的平臺中實(shí)現數字視頻、音頻、語(yǔ)音與話(huà)音技術(shù)，因此達芬奇技術(shù)可以為數字視頻的當前變革打下基礎。
　　
　　達芬奇技術(shù)充分利用了TI 25年的數字信號處理與集成電路專(zhuān)業(yè)技術(shù)來(lái)提供片上系統(SoC)，這種系統針對靈活的數字視頻實(shí)施而進(jìn)行了精心優(yōu)化，擁有業(yè)界領(lǐng)先的性能并集成了可編程數字信號處理器(DSP)內核、ARM處理器以及視頻加速協(xié)處理器。憑借高效的處理能力、存儲器、I/O帶寬、平衡的內部互連以及專(zhuān)用外設組合，基于達芬奇技術(shù)的SoC能夠以最低的成本為視頻應用提供理想的核心動(dòng)力。
　　
　　處理器自身只能用作數字視頻解決方案的基礎。管理數字視頻系統的所有組件是極其復雜的工程難題。對于許多應用來(lái)說(shuō)，數字視頻只是更為龐雜的系統的眾多組件之一。工程師隨意地在自視為基礎技術(shù)方面投入大把時(shí)間和資金的好日子已經(jīng)一去不復返了。
　　
　　為了真正意義上地讓開(kāi)發(fā)人員克服最初的障礙并且加快產(chǎn)品上市進(jìn)程，僅僅開(kāi)發(fā)實(shí)施數字視頻的基礎芯片和軟件已經(jīng)遠遠不夠。開(kāi)發(fā)人員不僅需要處理器，他們還需要能夠直接投入生產(chǎn)的理想代碼。換句話(huà)說(shuō)，為了滿(mǎn)足其應用的特定需求，開(kāi)發(fā)人員還需要已經(jīng)集成到可配置或輕松編程的數字視頻子系統上的硬件和軟件。
　　
　　正像匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言的過(guò)渡使開(kāi)發(fā)人員能夠全力開(kāi)發(fā)更高級功能性那樣，達芬奇技術(shù)使開(kāi)發(fā)人員能夠擺脫數字視頻的具體技術(shù)細節。現在，開(kāi)發(fā)人員不再需要了解其視頻應用中實(shí)施具體CODEC引擎(如：MPEG-2,H.263,WMA9)的細節。利用允許開(kāi)發(fā)人員無(wú)需修改上層應用代碼即可以使用理想CODEC的API，我們可以顯著(zhù)簡(jiǎn)化視頻CODEC處理的具體低層次細節。

　　擺脫CODEC的困擾是數字視頻廣泛普及的重要一步。當開(kāi)發(fā)人員可以立足于以前開(kāi)發(fā)的功能性，創(chuàng )新就已經(jīng)來(lái)到他們眼前。例如，在過(guò)去開(kāi)發(fā)電子器件時(shí)，即使是最基本的功能，工程師們也需要進(jìn)行柵級布局。許多年來(lái)，TI等公司始終致力于在硅芯片中集成功能，為超越自身功能期望的器件打下了基礎，同時(shí)也降低了實(shí)現預期目標所所需要的工程量。例如，由于提供了顯著(zhù)加快信號處理任務(wù)的計算引擎，DSP的問(wèn)世已經(jīng)推動(dòng)了數十載的技術(shù)創(chuàng )新。
　　
　　利用達芬奇技術(shù)，TI可以再度實(shí)現全新的創(chuàng )新水平。正是DSP的問(wèn)世帶來(lái)了計算加速，因此達芬奇技術(shù)會(huì )以TI的DSP為基礎來(lái)提供應用加速。開(kāi)發(fā)人員不再需要了解各種音頻、視頻、影像以及語(yǔ)音CODEC背后的機制。
　　
　　對于那些希望依靠DSP這棵大樹(shù)的開(kāi)發(fā)人員來(lái)說(shuō)，機會(huì )仍然存在。但是，達芬奇已經(jīng)使它成為備選，而非必備。通過(guò)提供可隨時(shí)投產(chǎn)的軟件，如硬件驅動(dòng)器、人工優(yōu)化的CODEC、以及用于管理網(wǎng)絡(luò )中音頻/視頻同步和數據流的應用代碼，達芬奇技術(shù)使開(kāi)發(fā)人員無(wú)需了解如何編程DSP即可實(shí)現一流的視頻功能。
　　
　　利用達芬奇技術(shù)進(jìn)行開(kāi)方式的平臺開(kāi)發(fā)
　　
　　數字視頻系統的復雜性主要歸因于開(kāi)發(fā)人員必須創(chuàng )建和管理的眾多組件。為眾多組件編寫(xiě)代碼并且管理其間的交互將大大增加集成一套完整系統的難度。
　　
　　達芬奇技術(shù)通過(guò)提供開(kāi)放式平臺來(lái)降低系統復雜性 - 在該平臺之上，TI及其第三方合作伙伴已經(jīng)開(kāi)發(fā)和集成了構成數字視頻系統所需要的各種組件。并且他們還集成了使任何工程師都能夠實(shí)現數字視頻創(chuàng )新所需的軟硬件。
　　
　　開(kāi)放式平臺的效力是勿庸置疑的。例如，PC市場(chǎng)的開(kāi)放式開(kāi)發(fā)平臺已經(jīng)引發(fā)了預演愈烈的創(chuàng )新應用的爆炸性增長(cháng)。TI的OMAP平臺環(huán)境已經(jīng)將移動(dòng)電話(huà)應用開(kāi)發(fā)提升到了一個(gè)新的高度 - 通過(guò)集成軟硬件，使軟件開(kāi)發(fā)商仍然能夠利用現有的系統，并集中精力開(kāi)拓新市場(chǎng)及新的收入來(lái)源，如開(kāi)發(fā)文本信息傳輸、鈴聲下載以及手機中的其他高級應用等。
　　
　　達芬奇技術(shù)將OMAP環(huán)境概念融入了廣泛的數字視頻應用中。在芯片級，TI在視頻產(chǎn)品方面積累的專(zhuān)業(yè)技能以及歷史經(jīng)驗使其能夠開(kāi)發(fā)出高度優(yōu)化的協(xié)處理器和開(kāi)發(fā)工具，以擴展其基于芯片的DSP技術(shù)能力。不過(guò)，開(kāi)發(fā)人員無(wú)需費心如何針對自己的基本創(chuàng )新進(jìn)行編程和優(yōu)化代碼的細節問(wèn)題。達芬奇技術(shù)通過(guò)更加簡(jiǎn)單易用的標準API組合來(lái)實(shí)現對這些創(chuàng )新的利用 - 這些API允許輕松利用可隨時(shí)投產(chǎn)的編解碼器，從而使開(kāi)發(fā)人員能夠將精力集中到開(kāi)發(fā)可最大化附加值的產(chǎn)品上來(lái)。
　　
　　達芬奇技術(shù)提供的開(kāi)放式開(kāi)發(fā)平臺同時(shí)也擴展了應用程序。達芬奇軟件初始將支持Linux，將來(lái)會(huì )陸續支持其他操作系統。Linux支持的內容包括外設驅動(dòng)器、實(shí)時(shí)應用管理、應用級API以及可隨時(shí)投產(chǎn)的代碼。針對視頻而精心優(yōu)化的、基于集成的DSP、專(zhuān)用型開(kāi)發(fā)工具、調諧驅動(dòng)器、CODEC以及系統級應用代碼的整體組合使開(kāi)發(fā)人員能夠實(shí)現完整而復雜的數字視頻系統，僅需少量函數調用即可提供編解碼功能。
　　
　　世界在變，而數字視頻現成的可用性一定會(huì )實(shí)現和激發(fā)我們聞所未聞的新應用。不過(guò)，只有工程師潛心于開(kāi)拓使用現有技術(shù)的新思路而無(wú)需煩勞做那些無(wú)用的重復開(kāi)發(fā)，創(chuàng )新才會(huì )成為可能。達芬奇技術(shù)已經(jīng)實(shí)現了數字視頻背后的復雜細節，工程師們所要做的就是輕松地為消費市場(chǎng)帶來(lái)低成本數字視頻。

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