一种新颖的多媒体SoC芯片

一种新颖的多媒体SoC芯片

摘要：韩国ADChips公司推出的内嵌32位微处理器的多媒体芯片VirgineG2，集视频、音频处理为一身，内部包括1个基于三维图形算法的二维图形加速器，还嵌入了1个32通道的8/16位音频引擎，以及视频DAC、DRAM控制器、DRAM控制器、DMA、定时器、双串口等多种外设。本文就韩国ADChips公司的多媒体处理芯片VirgineG2的结构和使用的方便性作一些分析。

关键词：嵌入式EISCCPU图像加速器音频引擎

PC内部是由CPU、主板、显示卡、声卡等一系列器件组成的，体积大、功耗高。在嵌入式应用中对体积和功耗有严格限制，需要一种集CPU、显示和声卡于一身的芯片。韩国ADChips公司适时推出了一款内嵌32位微处理器的多媒体芯片VirgineG2，使得外部电路的设计变得非常简便。

1芯片结构

芯片的结构如图1所示，主要由CPU、2D图像加速器、音频引擎及周边外设组成。

32位微处理器EISCSE3208

VirgineG2芯片中内嵌的EISCCPU--SE3208是该公司自主版权的32位CPU，内含2路4KB的Cache,最大频率为45MHz。

可扩展的指令集计算机EISC基于RISC，使用精简指令集，指令运行为单时钟周期；但是它融合了CISC的优点，即代码密度非常高。它体积小，功能却很强大，非常适用于作为嵌入式的MCU。

EISCCPU使用定长的16位指令，操作数可以灵活扩展为16/32/64位，这是通过扩展寄存器和扩展指令实现的；EISCCPU的程序代码小，并且向上兼容，16/32/64位EISCCPU的代码可以通用，方便升级；EISCCPU全部使用C/C++语言进行开发。

基于3D的2D图形加速器

芯片的图像加速器最高工作在90MHz。CRT控制器支持NTSC/PAL及SVGA显示，还支持和外部电视信号的叠加，每行最大1024个像素，16bit彩色模式；支持纹理和实时贴图、透明和α变换、图像旋转和放大/缩小等，如图2所示。

贴图性能：每秒处理580个对象。

最大外接视频存储器：8MBDRAM，最大外接纹理存储器：8MBDRAM。

贴图原理与Windows的DirectX兼容，简介

①在texturememory中放在texturememory中的剩余空间。

②每一个命令包有64B,因此共有2048个命令包，并且构成循环队列。

③在framemomory中有前后缓冲区，用户设置即即可。

④贴图的过程为：a.命令包1,2,3,4,5，……，将图片贴在后缓冲区中，可以有覆盖、透明、半透明方式，并可以缩放和旋转，由图像加速器自己合成一张整幅图像，这时并不显示。b.执行一条FLIP指令，前后缓冲区交换，图像显示出来，之前发出的命令包被舍弃。c.重复过程a,b，……，可实现动画的播放，过程与Windows的DirectX兼容，熟悉Windows动画的人使用起VirgineG2来非常方便。

音频引擎

VirgineG2支持8/16位最大的PCM格式的声音，在Windows中即为Wav文件。声音播放原理

①有32个通道可以同时播放。对应32个寄存器组，指明声音的地址，播放方式。

②声音数据一般放在framememory或texturememory中除了图像外的剩余空间，最大可用4MB。

③播放长声音文件时可以采用中断方式分段放。

④每一个通道可以分别设置左右声道的音量，用2个通道就可以播放立体声，即一个通道播放左声道，另一个通道同时播放右声道。

⑤每个通道可以设置音效，如回声、混响、panning等等。

其余外设

VirgineG2可大大简化外部电路的设计。它含有32个/5V兼容的I/O口、DRAM控制器、2路DMA、4路定时器、2路串行通信器、看门狗、中断控制器、PWM、PPM、2路光笔接口等，并内建RAMDAC和PLL电路。

由于图像加速器和音频引擎是独立工作的，CPU只负责对它们的控制，因此CPU在空闲的时间里还可以处理其它任务，如JPEG、MP3、MPEG-1以及其它测量控制任务等等。

开发手段

采用Windows下的VIDE集成环境，使用C/C++语言，调用该公司提供的图形/声音库即可。

仿真是采用在用户目标板上内建仿真器的方案，即在目标板上运行一个监控程序，用一个

串口和PC机通信，就可以在PC机上调试应用程序。

2应用介绍

下面以射击/射箭运动模拟器为例介绍VirgineG2的应用，如图3所示。系统方框如图4所示。

在射击/射箭运动中，用模拟抢上的光笔或箭靶上的传感器来产生得分的原始数据，VirgineG2收到这些数据后将其变换成分值显示在电视或显示器上，同时播放效果声音。传统的设计是用PC机加上