引言
电子设备正在变得日益复杂而精细，家庭娱乐产品也不例外。如视频会议与高清晰度电视(HDTV)和标准清晰度电视(SDTV)是几种正在逐步成为标准的数字电视(DTV)传输的显示格式。而新型电视机必须具备其中一种能力、并利用接收机将节目源信号转换为其所能采用的显示格式。由于世界各地都在继续加快从模拟电视传输向数字电视传输过渡的进程，DTV市场因而呈现出强劲的发展势头。
这是因为消费人群对视觉和听觉享受的追求，使音视频技术发生了革命性的变革。HD其意是指在音视频领域代表高解析度(High Definmon)的音视频信号质量。而HD系统的技术性能目前正应用于各种场合。由于带宽、压缩程度及显示格式的不同，各种HD系统的要求，如处理速度、存储容量、编解码器的选择等差别很大。
HD音视频给人们感官享受的同时，也给播放系统带来更大的负担。相比SD内容，目前HD要求的处理能力和存储容量要高约5—6倍。HD格式对存储器与处理能力要求均大大超过SD格式。这些要求会提高组件成本，不过像所有半导体成本一样，最终会随着时间的推移而下降。
针对上述媒体处理方案和技术，则视频输入流和应用会不断变化，HD输出会越来越丰富，因此HD系统显然需要一定的灵活性。设计人员在选择视频系统的底层技术时，一定要考虑到上述问题。
如今对三个典型HD编解码器应用可总结其各自对应的系统要求，其三个典型HD编解码器应用主要包括广播、视频会议，和数码相机。其中，如视频会议的性能要求有如下几点：在优先考虑的关键要求方面是低时延，可用带宽实现最佳分辨率；并且是多个720MHz DSP解决方案；在存储器要求方面是数百兆字节，比特率Mbps：>1；典型显示格式为720p30；典型编解码器为：H.264Baseline Profile。
视频会议作为HD应用的一种类型，需要做相应的缩放，要考虑到多数广域网连接不到百兆带宽的情况，同时还满足在大屏幕上显示HD影像的要求。短暂时延可以接受，但不能妨碍对话的实时性。虽然比HDTV示例中的标准要低，但仍属于高端标准。由于视频会议是现代视频成像系统的一种典型，应用广泛，据此本文将基于HD技术的IP的可视电话与视频会议终端的基本架构与芯片选用特征及开发平台作分析介绍。
为此有必要先介绍支持HD的视频用驱动器单片集成电路MMl757系列应用特征。
1、支持HD的视频用驱动器单片集成电路MMl757系列应用特征
本集成电路为支持HD(720p／D4，1080i／D3)的双系统75Q视频驱动器集成电路。备有复合视频(V)、SVideo(Y，C)、Y色差(CY，Cb，Cr)(仅限Y色差支持HD)。支持单电源和双电源，使用单电源时，可利用SAG补偿电路降低输出容量；使用双电源时，不需要输出容量。同时，内置DA转换后所需的LPF(VCVS型巴特沃斯(butterworth))、D端子识别信号(Line1~Line3)、S端子识别信号(S1／S2)输出功能，尤其适用于机顶盒(STB)和DVD刻录机等高清(HD)信号输出设备的输出驱动器。其据特点：支持高清信号；支持单电源和双电源；内置VCVS型巴特沃斯(butterworth)型LPF；内置D端子识别信号(Line1-Line3)、S端子识别信号(S1／S2)输出功能(等级C)；标准配备2种集成电路控制方法 和“利用控制端子的DC控制”)(等级C)。图1(a)(b)为MMl757功能引脚框图。其可在为机顶盒与DVD刻录机方面使用。
2、基于IP的可视电话与会议电视终端
当今市场需要的视频通话应用是一种紧凑的、一体化的通信设备，使客户能抛开视频会议的复杂性并可实现全球范围的自由的个人可视通话的。而且，人们越来越希望通过宽带IP连接来实现这种通信。这些产品为大、小型企业、政府机构和教育环境提供了合适的工具，使得他们能够提升生产力、改善培训和教育效果并避免承担差旅费方面的负担。随着网络的延伸和不断成长，人们正在寻求以经济划算的方式来实现功能的增加以及视频流式传输能力的集成，则可视电话不失为理想方案。而可视电话技术包括：基于IP的可视电话，会议电视终端／端点与多点控制单元(MCU)和网关。
2.1基于IP的可视电话
典型的IP可视电话是一种结构紧凑的一体型台式电话，允许通过宽带IP连接来实现全球范围的免费个人可视通话。在摒弃了视频通话的复杂性的同时还可通过宽带IP接入到世界的每个角落并自由进行人与人之间的视频呼叫。而对于私人住宅市场来说，更倾向于一种多功能化的IP视频电话，使其在视频呼叫时具有更大的灵活机动性并在家庭流媒体应用方面具有更丰富的集成选项。但总的来说，此产品还是为企业和私人住宅市场提供了一个基于宽带IP接入的更高效及经济的方式，以便于和他人迸行沟通。
而基于DSP高性能IP可视电话解决方案所拥有的总多特点包括了：实时音频／视频同步；呼叫控制、三方视频通话；操作(OS)系统支持、浏览器支持等。如下图2表所示。
图2
例如基于TI 达芬奇(DaVind)技术的TMS320DM644x系列的数字媒体处理器拥有更高的集成度、双核心架构及更多的外设，从而使其能提供更优的处理性能以及最大化的电池使用时间已适用于IP视频电话产品。TMS320C644x DSP世代能够在600 MHz的时钟频率条件下工作。因而是一种留有增添新功能所需的额外性能发展空间的最佳解决方案。单个IT C64xDSP能够执行下列功能：实时图像捕获处理；压缩和解压缩；空间转换和实时显示；以及在多今视频数据流上同时进行IP包化处理。
什么是达芬奇技术？即包含软件与工具二方面内容。其一是软件：可通过授权软件供应商(ASP)获得经过精心优化、符合业界标准、经过生产测试的数字媒体软件，包括，各种视频编码／解码算法，例如：H．263／H．264／MPEG—2／MPE6—4等；各种图像处理算法，例如：JPEG／0SD／Deinterlacinz等；各种音频编码／解码算法：例如，MPEG—1／HP3／WMA／AAC等；各种声音处理算法 例如：G.711／C.722／Wireless Voice Codec等。其二是工具：经过验证的软件与硬件开发。数字视频评估版(DVEVM)、数字视频软件开发套件(DVSDK)、数字视频开发平台(DVDP)、Code Composer Studio·IDE、支持主要操作系统，其中包括，MontaVistaTM、Linux与WinCE。
2.2 IP的可视电话芯片的选择与特征
应该说，高性能数字媒体技术涵盖广泛的流媒体以及基于媒体的新兴技术．包括将视频、语音与数据内容集成的多种新型应用，从而改变了数字媒体内容交付方式。而数字媒体面临的一些挑战(也是开发人员面临诸多难题)，包括实时性能、更高的通道密度以及软件编程的灵活性，特别是对于同态视频处理以及有线与无线网络上的语音和及数据流传输。典型的数字媒体处理功能包括媒体流的编解码、转码(从一种格式转换为另一种格式)以及速率转换的媒体(从高比特率降至低比特率)，从而满足不同的系统级的相关要求。其它处理功能还包括压缩、解压缩、加密、信息分包以及媒体流的传输等。
如今，例如TI提供了众多面向该区段专业市场中的各种产品的解决方案，除了所有上述需求之外，这些解决方案还可满足许多其他要求。
高性能数字信号处理器-TMS320DM64x数字媒体处理器
DM64xTM数字媒体处理器具有片上视频端口，用于实现至视频设备的简易连接，并能够处理面向基于IP的可视电话应用的视频和音频编码／解码。由于免除了增设外部PCI主总线连通性或10／100以太网MAC的需要，因此该单通道可编程数字媒体处理器是成本效益型解决方案。
主要特点：720MHz运行时最高达5760M1PS的处理性能 有400/500／600 MHz可选运行频率；有用于常用视频和音频格式的多输入／输出独立接口；高性能实时视频编码、解码和CODEC之间的代码转换一可在任何两种视频格式之间进行转换；三个双通道视频端口可支持多达6个通道的同时视频输入／输出；采用10／100以太网MAC和66MHzPCI的高级连接；即用型应用软件，比如：MPEG-4、WMV9、H.264、H.263、H.261，等等；封装型式：548引脚BGA应用范围：包括基于IP的会议电视和基于P的可视电话；基于网络摄像机的监控和IP视频节点；视频点播机顶盒、个人录像机和数字媒体中心与统计多路复用器和广播编码器等。
低功耗立体声音频编解码器
如TLV320AIC33型.TLV320AIC33是高度集成、低功耗立体声编解码器。用于各类便携式音频设备。TLV320AIC33包括6个模拟输入，其中4个可配置为差分输入。TLV320AIC33拥有的七个输出驱动并针对于蜂窝电话应用。其包括3个线性输出驱动器及4个高功率放大器，可配置为立体声耳机驱动器或立体声扬声器驱动器。图3为TLV320AIC33结构组成示意框图。
图3
其主要特点：立体声DAC(100dBA)及ADC(92dBA)，支持最高速率达96kSPS；立体声回放(于48kSPS)时功率消耗仅14mW；立体声耳机驱动及500mW，8Q扬声器驱动；立体声麦克风前置放大器及硬件自动增益控制；数字麦克风接口，用于低噪音麦克风输入；集成锁向环路，用于灵活的音频时钟产生；可编程数字音频的低音／高音／3D均衡音效；与单端或全差分类似的可配置模拟输入；DSP及TDM模式的双 总线架构；10个模拟输入，7个输出驱动，可方便的连接蜂窝电话系统的多器件；封装形式：5x5mm 80锡球脚BGA封装，7x7mm48引脚QFN封装。应用范围：蜂窝电话及智能手机、数码相机、数字视频摄像机、MP3及便携式媒体播放器、掌上电脑(PDA)等。
低功耗声频带转换器
如TLV320AICl2K/14K/20K/24K型TLV320AICl2K／14K是单通道、低功耗声频带编解码器，是纯声频应用的典型。TLV320AICl2K集成了一个16D扬声器驱动器。TLV320AIC20K／24K是双通道、低功耗声频带编解码器，是纯声频应用的典型。TLV320AIC20K集成了一个8D扬声器驱动器。
其主要特征：16位，可编程采样率最高可达26kSPS；内置麦克风电压偏执／前置放大器、手持设备／手持设备前置放大器、抗抖动滤波器及可编程增益放大器；灵活的主端口： ；时分复用(SMARTDM)串行口；10mW典型功率消耗(TLV320AICl2K／14K)；20-mW典型功率消耗(TLV320AIC20K／24K)；16Q／80扬声器驱动器 (TLV320AICl2K／20K)；封装模式：30引脚TSSOP封装 (TLV320AICl2K／14K)；48引脚TQFP封装 (TLV320AIC20K／24K)可在低功耗、便携式语音产品、网络语音电话(VoP)、数字电话、喇叭扩音器方面应用。
2.3视频会议终端基本架构
会议电视客户端点是可被用来实现点对点通话的终端。它通常包括摄像机和负责执行视频压缩算法的基本单元，以缩减网络带宽并通过IP或ISDN网络进行数据流传输。会议电视客户端点基于如高性能DM642xTM及DM644xTM数字媒体处理器，这些处理器具有用于实现与各种视频设备的简易连接的片上视频端口。DM64x与DM644xDSP能够同时处理音频和视频编码／解码以用于基于IP的视会议的应用频电视的应用。诸如H.263和H.264视频CODEC套件等成本效益型视频算法可通过第三方网络获得，也包括G.72x算法在内的音频编解码器(CODEC)。
2.4 视频会议终端芯片的选择与特征
i.MX27多媒体应用处理器
源自i.MX21，基于ARM926EJ-S内核，i.MX27增加了一个H.264 D1硬件编码、一个10／100M以太网控制器、加密控制、PnP外设连接等，以及更丰富的电源管理。如此众多的功能使其非常适于VoIP、移动电话、智能遥控器、POS等无线产品的设计应用。
i.MX27多媒体应用处理器采用Freescale的Smart Speed工艺架构，使用硬件加速来分担CPU的任务处理，进而提高了整体性能，同时能降低系统功耗，延长电池使用时间。i.MX系列包括低成本的i.MXS、中档的i.MXL，i.MXl和i.MX21S、以及高性能的i.MX21，i.MX27，i.MX31L和i.MX31。i.MX系列支持的平台包括：Microsoft WindowsCE、LinuxOS、及其它RTOS。
功能特性与应用
·中央处理器：ARM926EJ-S内核-运行速度达400MHz；16 KB L1 1-Cache、D-Cache；16通道DMA；ETM实时仿真；灵活的Speed开关。
·多媒体：MPEG-4、H.263／H.264格式，D1分辨率(720x486@30FPS)的硬件编码；前、后级处理；高速CMOS图像传感器接口。
·外部存储器接口：SDRAM 16／32位-133MHz；DDRl6／32位-266MHz；NANDFIash 8门16位；支持PSRAM。
·加密控制：外密钥(Crypto)加速器、电子熔丝、高可靠性导入、带RAM加密的加密控制器、实时OS／SW检查。
·高级电源管理：动态处理温度补偿。
·外设连接性：10/100 Mbps Ethernet／IEEE 802．3 MAC；USBOTG高速，2个US8host；3个MMC／SD，1个Memory Stick-pro；1个PCMCIA／CF；ATA—6(HDD)接口；Audio多路开关；IrDA，keypad，1-wire；可配置的SPI：3个，SSI／12-2个，UART- 6个。
·性能：CPU：400MH2(工作电压1.6V时)，266MHz(工作电压1.2V时)；系统总线-133MHz。
·工艺：90 nm CMOS；封装：65mm pitch，404球MAPBGA，17 mm X 17 mm。
可在蜂窝电话、PMP、掌上游戏机、PDA、袖珍DVD、数码相机、网络球机／DVC等方面上应用。图为i.MX27多媒体应用处理器在网络球机/DVS上应用示意图4。
图4
高性能数字信号处理器
而TMS320DM6446／3提升了TI的DaVinciTM技术，以适应下一代嵌入式器件网络媒体编／解码应用处理的需求。DSP子系统支持可编程音频／视频多媒体引擎，提供了应用的灵活性并支持未来的编解码器标准。集成基于ARM的应用处理器支持所有必需的呼叫控制、器件驱动器及网络供应服务。视频处理子系统还支持诸如视频恢复、屏幕菜单调节支持(OSD)及全兼容视频I／O能力等功能。主要特点：TMS320C64X+DSP性能(600MHz)； RM926EJ-S性能(300MHz)；带可配置视频／成像外设的视频处理子系统{VPSS)；高度集成的外设，包括视频加速器、4个DACs、硬件化的屏幕菜单调节(OSD)、USB 2.0等；采用10／100 Ethernet MAC的高级连通性，半双工或全双工QoS(联网服务质量)支持；即用型应用软件， 例如H.264、H.263、MPEG4、G.729ab、WVM9等；支持普通视频及音频格式的无黏结接口；实时图像处理、恢复、自动聚焦等性能；支持DDR2及SDRAM；封装模式361引脚无铅BGA封装(ZWT下标0.8mm引脚间距)。
应用：机顶盒、网络数字媒体中心与家庭安全。
3、关于视频电话／视频会议硬件开发平台
硬件平台采用顶级DaVinci 6446平台；开放式结构便于进一步开发；个性化菜单管理；方便的话机设置；强大的短信收发系统；友好的用户界面。硬件平台：2个5英寸LCD及2个摄像头系统；2个基于达芬奇TMS320DM6446—600 MHz的开发板，电源，连接接口及键盘；以太网HUB及连接线。
开发板规格：CPU：TMS320DM6446，达芬奇数字媒体(SoC)；存储器：56 MD(64M x 32)DDR2 SDRAM，533Mttz／1G MB(256M x 32)DDR2 SDRAM，533~1z) (可选)；16 MB (8M x 16)NOR flash；64 MBNAND flash；4 MBSRAM(可选)；2KB 12C EEPROM。
视频输入：RCA复合视频输入接口(NTSC，PAL)；S—Video输入端子(NTSC，PAL)。
视频输出：RCA复合视频输出接口(NTSC，PAL)；S-Video输出端子(NTSC，PAL)；RGB分量输出接口。
音频输入：立体声线性输入(CD质量)，8—96KHz采样率；麦克风输入。
音频输出：立体声线性输出(CD质量)，耳机输出;SPDIF输出(电信号／光信号)。
接口：USB 2．0(主／从)；McBSP (连接AIC32)；EMAC／GPIO；UART接口(调试终端)；WiFi(可选)。
连接器：数字视频输入、输出(720P，1080P)；CF，ATA，SD，DDR；14针DSP JTAG／20针ARM JTAG。
4、结束语
芯片选择除上述之外，TMS320DM6467是单芯片多格式实时HD&SD视频转码解决方案的理想选择。因为达芬奇产品系列是采用经过市场验证的技术，能为医疗、工业、汽车与消费类市场激发创意无限的数字视频器件。
因为HD能大幅改善影像质量，为观众带来前所未有的体验。所以近年来，技术的发展推动了新的视频功能在终端设备的应用范围不断扩展，小到手机和MP3播放器，大到电视墙和广告牌等设备。其制造商在考虑新产品中采用何种视频格式，其中一大考虑因素就是能否支持高清(HD)技术。
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