基于OMAP3530的多媒体信息处理及通信系统设计

第2期李文婷等:基于OMAP3530的多媒体信息处理及通信系统设计15l串口模块、GPS及GSM模块,为了适应移动性需求,引入了电源管理模块以及内置了锂电池,充分发挥了功耗控制与存储容量之间的灵活性,也增强了兼容性,使系统更适合于不同环境下的使用。在OMAP结构中,RISC处理器主要用来实现对整个系统的控制,包括运行操作系统、界面控制、网络控制和DSP端数据处理的控制。DSP子系统则主要用来实现各种媒体数据的高效处理,包括文本、音频、视频等。OMAP的软件结构支持高级操作系统,通过标准应用编程接El(API支持各种应用开发。独特的DSP/BIOS桥技术允许开发者在RISC以及DSP之间优化分割各项处理任务,简化开发过程【2J。该系统分为:CPU以及周边存储器的设计,电源系统的设计,多媒体处理模块的设计,通信模块的设计,触摸及显示系统的设计。系统主处理器为OMAP3530,423针塑料焊球阵列(PlasticBallGridArray,S.PBGA.N423CUS封装。系统的存储设备包含lGbNANDFlash和lGbmobileDDR,用于存储启动程序、操作系统、用户应用程序等,满足数据处理的需要。电源是系统最基础的部分,要求稳定可靠,并且提供足够的功率。该系统中主要的电源电压有5v’3.3v'1.8v,考虑到集成性的要求,本系统采用了使用TISmartReflexlM电源与性能管理技术的电源管理芯片TPS65930。相对于升级版的TPS65950,本芯片接口略少,但完全可以满足系统要求,同时成本更低。TPS65930有大量电源管理转换通道,可高效管理系统的电源与控制,并集成了众多组件,如双通道音频编解码器与驱动器、电池充电器、集成5V电源的高速USB收发器以及12C(Inter-IntegratedCircuit通信接12t等,进一步降低功耗,简化系统。在一个高集成度的多媒体处理与通信系统中,系统与外围设备的信息交换能力就显得尤为重要。传统方式大多采用地址以及数据总线来完成。但是由于大量多媒体处理器件及对总线资源的大规模占用的限制,如何利用有限的I/O接口扩展多功能的外围器件就显得十分必要。12C总线是PHILIPS公司开发的两线式串行总线,用于连接微控制器及其外围设备,只需串行数据线及串行时钟线来控制总线上器件间的信息传递。12C总线最主要的优点是简单性和有效性,减少了电路板的空间和芯片管脚的数量,简化系统结构并降低互联成本。同时其各节点间独立的电气特性可以提供最大的灵活性并方便管理。本系统采用了12C总线控制视频采集芯片TVP5150及电源管理芯片pJ。12C硬件连接示意见图2。以视频采集芯片为例,12C控制TVP5150采集数据,发送给CAM总线。由ISP模块控制并选择数据输出给缓存。输出部分外接了DVI控制器并引出接口,或由3530的TVout引脚输出TV信号【4】。为了方便携带,本系统设计了触摸屏及LCD显示屏,使用7寸TFT真彩触摸屏,并设计了GPS和GSM通信模块。在系统硬件制版上,OMAP3530内部频率可以达到600MHz,但是外部总线的频率集中在100MHz,所以需要计算高速数字信号的质量,在布线上进行线长控制,保证信号的质量。在外部的高速数字信号中,SDRAM的信号对质量的要求最高,要求延迟不能太大,所以在元件的拓扑布l一一rB。‘一工x2cIRQMPU|HH12CcontrolJL12Cdevice上H|L2C_SCL卜-L。DMA|HRXTXJ~aT、^l干Jrtts噜∞ll巧日groundlayersigrl蛊llayerp。””l叫”signallayer!powerlayerFig.2Structureof12Csystemhardware图212C系统硬件框图局上,CPU与SDRAM的距Rg~O图ve3rla控y嵩巢墓测systemFig.4Systemhard、sare图4控制系统硬件图１５４信息与电子工程Ｄｅｃｏｄｅｄｅｍｏ第８卷得系统内部通信方便，ＡＲＭ端可以便捷地调用ＤＳＰ端的资源，提供稳定的编解码工作。ＡＲ孤Ｌｏａｄ：ｌｑ％ＤＳＰＬｏａｄ：９３％ＶｉｄｅｏＣｏｄｅｃ：ＭＰＥＧ４ＶｉｄｅｏＤｉｓｐｌａｙＴｙｐｅ：４８０ＰＶｉｄｅｏＳＰｋｂｐｓｆｐｓ：４２ｆｐｓｂｉｔｒａｔｅ：４８４０４实验与分析经过实验验证，本系统可以在５Ｖ电压下正常工作，开机时间约为１５ｓ，完整登录系统需要１ｍｉｎ，开机后可分别采用Ａｎｇｓｔｒｏｍ，ｗｉｎｃｅ，Ａｎｄｒｉｏｄ操作系统正常工作，更换系统只需要更换ＳＤ卡即可，更加便捷。系统采集回放以及编Ｖｉｄｅｏｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ：７２０ｘ４８０ｅｃ：ＡＡＣｆｒｅａ：４８ＳｏｕｎｄｂｉｔＫＨｚｓａｍｐＳｏｕｎｄｃｏｄｋｂｐｓＳａｍｐｌｉｎｇｒａｔｅ：６３ｒａｔｅＴｉｍｅ：００：００：３２Ｄｅｃｏｄｅｄｅｍｏ脚Ｌｏａｄ：Ｉ鳏ＤＳＰＶｉｄｅｏＬｏａｄ：９２％ＳＰｋｂｐｓＤｉｓｐｌａｙＴｙｐｅ：４８０ＰＣｏｄｅｃ：肝ＥＧ４ＳｏｕｎｄｃｏｄｋｂｐｓＶｉｄｅｏｆｐｓ：４５ｆｐｓＶｉｄｅｃｂｉｔＶｉｄｅｏｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ：７２０ｘ４８０ｅｃ：ＡＡＣＳｏｕｎｄｂｉｔｓａｍｐｒａｔｅ：６６ｒａｔｅｒａｔｅ：３Ｔ３５解码工作正常，效率较高。图７为系统在执行４８０Ｐ的ＭＰＥＧ４解码时的性能参数图，可以看出ＡＲＭ使用率为１４％，而ＤＳＰ使用率为９３％，Ｖｉｄｅｏｆｐｓ为４２ｆｐｓ。可以看Ｓａｍｐｌｉｎｇｆｒｅｑ：ｑ８ＫＨｚＴｉｍｅ：００：００：３４Ｆｉｇ．７Ｅｎｃｏｄｉｎｇａｎｄｄｅｃｏｄｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓ图７系统编解码参数图出，系统充分利用了ＤＳＰ编解码速度快的优点，调用了绝大部分ＤＳＰ资源，并释放了操作系统的资源，充分发挥了ＯＭＡＰ开放式的多媒体应用平台的优点。５结论为了能够在移动环境中达到高清多媒体处理以及通信的目的，本文使用ＯＭＡＰ３５３０设计了集成多媒体处理平台。本系统开发了基于本平台的１２Ｃ总线驱动及Ｖ４Ｌ２多媒体处理驱动，并成功构建了ＤＳＰＬＩＮＫ来辅助ＡＲＭ与ＤＳＰ的通信，系统应用场合灵活，操作系统多样，编解码效率较高。本文所使用的算法均是在嵌入式系统上实现的，并以Ｌｉｎｕｘ＋Ａｎｇｓｔｒｏｍ作为软件框架进行开发。系统灵活性较高，扩展性很好，支持二次开发，并完全可以满足当前移动式高清多媒体平台的需要。参考文献：【１】Ｄａｎｉｅｌ【２】Ｔｅｘａｓ【３】Ｔｅｘａｓ２００８．Ｖｏｖｅｔ，ＭａｒｃｏＣｅｓａｔｉ．ＵｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｔｈｅＬｉｎｕｘｋｅｒｎｅｌ［Ｍ］．２ｎｄｅｄ．Ｓｅｂａｓｔｏｐｏｌ，ＣＡ：Ｏ’ＲＥＩＬＬＩＹＭｅｄｉａＩｎｃ，２００３．Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ．ＯＭＡＰ３５ｘＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓＰｒｏｃｅｓｓｏｒＴｅｘａｓＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓＯＭＡＰ３ＦａｍｉｌｙｏｆＰｒｏｄｕｃｔｓＴｅｃｈｎｉｃａｌＲｅｆｅｒｅｎｃｅＭａｎｕａｌ［Ｚ］．２００８．Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ．ＯＭＡＰ３５ｘＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓＰｒｏｃｅｓｓｏｒＣａｍｅｒａＩｎｔｅｒｆａｃｅＳｕｂｓｙｓｔｅｍ（ＩＳＰ）ＴｅｃｈｎｉｃａｌＲｅｆｅｒｅｎｃｅＭａｎｕａｌ［Ｚ］．【４】周立功．ＡＲＭ微处理器基础与实践【Ｍ】．北京：北京航空航天大学出版社，２００３．Ｄｅｖｉｃｅ【５】Ｏ’Ｒｅｉｌｌｙ．ＬｉｎｎｘＤｒｉｖｅｒｓ［Ｍ］．北京：中国电力出版社，２００７．【６】张念祖，余晨，杨广琦．嵌入式实时操作系统在ＭＩＭＯ无线通