Краткий обзор цифровых сигнальных процессоров DaVinci компании Texas Instruments Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

Краткий обзор

цифровых сигнальных процессоров DaVinci

Игорь ГУК

gii@scanti.ru

DaVinci — это цифровые сигнальные процессоры компании Texas Instruments, предназначенные для построения мультимедийных систем. Эти процессоры имеют высокопроизводительное ядро и развитую периферию, что позволяет решать широкий круг задач по обработке видео и звука, а также проектировать сетевые устройства. В данной статье рассматриваются особенности архитектуры, основные характеристики, номенклатура, а также возможные области применения данных сигнальных процессоров.

На рис. 1 показаны три основные семейства цифровых сигнальных процессоров (DSP) компании Texas Instruments (TI).

Младшее семейство TMS320C2000 предназначено для решения задач управления электроприводами, построения автомобильных систем, реализации различных управляющих модулей. Кроме того, данный процессор обладает развитой периферией, что делает его довольно универсальным прибором для реализации функций цифровой обработки сигналов, где достаточно производительности до 150 MIPS.

Сигнальные процессоры семейства TMS320C5000 предназначены в первую очередь для построения высокопроизводительных систем с пониженным энергопотреблением. Данные процессоры с производительностью до 600 MIPS имеют мощные механизмы для управления энергопотреблением, такие как возможность динамически менять опорную частоту и напряжения питания, переходить в различные режимы

пониженного энергопотребления («засыпать»), а также отключать часть внутренних модулей.

Семейство TMS320C6000 является самым совершенным в линейке процессоров компании TI. Процессоры этого семейства обеспечивают высочайшую производительность и благодаря этому подходят для построения широкого круга устройств по обработке видео, звука, речи, реализации сетевых приложений, а также позволяют решать другие задачи по обработке широкополосных сигналов, коммутации и управления. В данном семействе можно выделить несколько поколений (рис. 2).

Процессоры TMS320C6200 — первое поколение. Производительность их невысока (относительно остальных поколений данного семейства), но она достаточна для решения многих задач в таких областях, как медицина, индустриальные приложения, обработка цифровых изображений, 3-мерная графика, устройства обработки речи. Цены на эти DSP начинаются от $9.

Поколение TMS320C67xх — это DSP, выполняющий операции с плавающей точкой. На уровне программного кода они полностью совместимы с другими поколениями семейства TMS320C6000. Их стоимость — от $5,75. Основное применение:

• профессиональные системы обработки и микширования звука;

• звуковые синтезаторы, музыкальные инструменты;

• усилители звуковых сигналов;

• устройства конференцсвязи;

• биометрия, медицина;

• цифровое фото;

• распознавание и обработка речи.

Самым производительным в данном семействе является поколение TMS320C64xx. Это DSP, выполняющий операции с фиксированной точкой. Их тактовая частота доходит до 1 ГГц, а пиковая производительность — до 8000 MIPS. При этом цены на данные процессоры начинаются от $20. Основная область их применения — это построение высокопроизводительных промышленных

DSP

f 'ч DSP

rMS320C200( CD4xv С7fix* 1

С V Оптимальнее управление W е J

DSP

ГМБ320С500С 1

Эффективное

энергопотребление V J

Высокая

производительность

Рис. 1. Основные семейства DSP компании Texas Instruments

Наименование RAM (байт) КЭШ программ L1/ КЭШ данных L1/ Общий КЭШ L2/ Видео- McBSP EDMA (каналов) COM Таймеры Тактовая частота, Производи- тельность, Потребляемая мощность (Вт) Питание, В Тип Цена,

порты МГц MIPS Ядро и L1 Общая Ядро Периферия

TMS320DM640AGDK4 6K/16K/128K 1 8-бит 64 EMAC 400 3200 0,66 1,15 1,2 3,3 548 BGA, 23 мм 21,45

TMS320DM640AGNZ4 16K/16K/128K 1 8-бит 64 EMAC 400 3200 0,66 1,15 1,2 3,3 548 BGA, 27 мм 21,45

TMS320DM641AGDK5 16K/16K/128K 2 8-бит 64 HPI16/EMAC 500 4000 0,66 1,3 1,2 3,3 548 BGA, 23 мм 27,80

TMS320DM641AGNZ5 16K/16K/128K 2 8-бит 64 HPI 16/EMAC 500 4000 0,66 1,3 1,2 3,3 548 BGA, 27 мм 27,80

TMS320DM641AGDK6 16K/16K/128K 2 8-бит 64 HPI 16/EMAC 600 4800 0,93 1,9 1,4 3,3 548 BGA, 23 мм 30,60

TMS320DM641AGNZ6 16K/16K/128K 2 8-бит 64 HPI 16/EMAC 600 4800 0,93 1,9 1,4 3,3 548 BGA, 27 мм 30,60

TMS320DM643AGDK5 16K/16K/256K 2 20-бит 64 HPI 32/EMAC 500 4000 0,66 1,3 1,2 3,3 548 BGA, 23 мм 30,90

TMS320DM643AGNZ5 16K/16K/256K 2 20-бит 64 HPI 32/EMAC 500 4000 0,66 1,3 1,2 3,3 548 BGA, 27 мм 30,90

TMS320DM643AGDK6 16K/16K/256K 2 20-бит 64 HPI 32/EMAC 600 4800 0,93 1,9 1,4 3,3 548 BGA, 23 мм 33,70

TMS320DM643AGNZ6 16K/16K/256K 2 20-бит 64 HPI 32/EMAC 600 4800 0,93 1,9 1,4 3,3 548 BGA, 27 мм 33,70

TMS320DM642AGDK5 16K/16K/256K 3 20-бит 64 PCI/HPI 32/EMAC 500 4000 0,66 1,3 1,2 3,3 548 BGA, 23 мм 36,70

TMS320DM642AGNZ5 16K/16K/256K 3 20-бит 64 PCI/HPI 32/EMAC 500 4000 0,66 1,3 1,2 3,3 548 BGA, 27 мм 36,70

TMS320DM642AGDK6 16K/16K/256K 3 20-бит 64 PCI/HPI 32/EMAC 600 4800 0,93 1,9 1,4 3,3 548 BGA, 23 мм 40,35

TMS320DM642AGNZ6 16K/16K/256K 3 20-бит 2 64 PCI/HPI 32/EMAC 3 600 4800 0,93 1,9 1,4 3,3 548 BGA, 27 мм 40,35

TMS320DM642AGDK7 16K/16K/256K 3 20-бит 2 64 PCI/HPI 32/EMAC 3 720 5760 0,93 2,15 1,4 3,3 548 BGA, 23 мм 56,90

TMS320DM642AGNZ7 16K/16K/256K 3 20-бит 2 64 PCI/HPI 32/EMAC 3 720 5760 0,93 2,15 1,4 3,3 548 BGA, 27 мм 56,90

приложений, таких как высокоскоростные межсетевые шлюзы, а также систем обработки широкополосных высокоскоростных сигналов и т. д.

И, наконец, мультимедийные DSP — TMS320DM64xx. Эти сигнальные процессоры тоже можно разделить на несколько поколений.

Первым были процессоры TMS320DM64x. Их основные характеристики представлены в таблице 1. Они представлены несколькими типами, отличающимися набором периферийных модулей и тактовой частотой. Это были первые DSP компании TI, адаптированные для решения мультимедийных задач.

Эти процессоры построены на базе высокопроизводительного ядра TMS320C64хх и имеют развитую периферию, предназначенную для решения многопотоковых задач обработки звука и видеосигналов. Периферия позволяет значительно уменьшить количество дополнительных внешних компонентов при подключении различных источников сигналов (видеокамер, микрофонов, Ethernet, шины PCI компьютера и т. д.).

Процессоры TMS320DM64x послужили фундаментом для следующего поколения мультимедийных DSP компании TI — двухъядерных процессоров DaVinci.

В какой-то степени предшественниками DaVinci можно также считать процессоры

OMAP — двухъядерное решение на базе DSP семейства TMS320C5000 и ядра ARM. Однако эти процессоры имеют недостаточную производительность для построения многопоточных мультимедийных приложений или современных систем High-definition (HD) video. Кроме того, процессоры OMAP требуют достаточно большого количества внешних компонентов для подключения к различным источникам сигналов. Основное применение процессоров OMAP — портативные однозадачные устройства с низким уровнем энергопотребления. Процессоры OMAP позволили компании TI отработать технологию построения двухъядерных систем и порти-рования OS Linux на ядро ARM.

Использовав опыт, накопленный при разработке процессоров OMAP и TMS320DM64x, компания TI создала мультимедийный процессор на базе высокопроизводительного семейства TMS320C6000 и современного ядра ARM926. Данное поколение обладает развитой периферией, высокопроизводительным DSP-ядром и современным универсальным ядром ARM. Все это позволяет решать практически любую задачу многопотоковой обработки сигналов аудио и видео.

Обобщенная структура DSP DaVinci представлена на рис. 3.

Наличие DSP-ядра позволяет программно реализовывать практически любые алгоритмы обработки аудио- и видеоданных. Ядро ARM позволяет использовать операционную систему Linux. Подсистема обработки видеоданных значительно снижает нагрузку на ядро DSP. Интерфейс памяти и устройств хранения гарантирует высокую скорость обмена с внешними подключаемыми модулями. Дополнительный модуль подключения реализует стандартные внешние порты. Блок последовательных интерфейсов обеспечивает гибкость при реализации конкретных устройств. Рассмотрим отдельные составляющие более подробно.

На рис. 4 представлена обобщенная структурная схема DSP-ядра семейства TMS320C64xx Это классическая VLIW-архитектура, которая позволяет выполнять одновременно несколько инструкций. Ядро содержит 8 функциональных блоков, разбитых на две равнозначные части (пути обработки). Из них 6 блоков выполняют функцию АЛУ (S1, S2, D1, D2, L1 и L2), а два являются умножителями (M1 и M2). Аккумулятор отсутствует,

Ядро DSP Ядро ARM Подсистема обработки видеоданных

Интерфейс Г 1 г

внешней Дополнительный Блок

памяти и подуль последовательных

устройств подключения интерфейсов

хранения L 1 L

DM644x

CPU

Путь 1 Путь 2

EMS

Рис. 3. Обобщенная структура DSP DaVinci КОМПОНЕНТЫ И ТЕХНОЛОГИИ • № 3 '2007

Рис. 4. Структурная схема DSP-ядра семейства TMS320C64xx

однако имеется 64 регистра общего назначения (РОН), которые могут выполнять его функции. Ядро имеет двухуровневый кэш: первый уровень — это L1P (32 кбайт для кода программ) и L1D (80 кбайт для кода данных), второй уровень — L2 (64 кбайт для кода программ и данных). Кроме этого имеется контроллер внешней памяти (EMC), позволяющий использовать внешние хранилища данных и имеющий режим прямого доступа к памяти (DMA). Адресация байтовая (8-/16-/32-/64-разрядные данные). Есть 8-разрядная защита от переполнения. Система команд обеспечивает побитовое извлечение, установку и сброс. Сами команды — 16-разрядные. Для повышения точности реализовано 32-разрядное умножение. Кроме этого, реализованы новые инструкции для параллельных вычислений, дополнительные инструкции для FFT, DCT и комплексного умножения. Возможно удвоение инструкций для увеличения быстродействия циклов FIR.

ARM Interrupt Cntrl.

ARM 926EJ-S

D-cache l-cache

8KB 16KB

RAM 16KB

Boot ROM

Рис. 5. Структурная схема ядра ARM

На рис. 5 представлена структурная схема ядра ARM. Это стандартное ядро ARM926 с тактовой частотой 300 МГц. Объем памяти: 8 кбайт — кэш данных, 16 кбайт — кэш инструкций, 16 кбайт — ОЗУ. Использование стандартного ядра ARM позволяет использовать стандартную ОС (Linux), производить гибкую настройку опций сетевого протокола, а также реализовать простой пользовательский интерфейс и обеспечить гибкую систему управления разрабатываемым устройством.

Подсистема обработки видеоданных представлена на рис. 6.

Данная подсистема имеет интегрированный видеовыход (Video Out), который поддерживает стандарты RGB888 (75 МГц) и BTU656 (8 или 16 бит, 75 МГц), а также позволяет подключать ЖК-панели. Видеовыход включает четыре 10-разрядных 54 M^ ЦАП, которые обеспечивают композитный выход, выход S-Video и компонентный выход RGB/ YPbPr, и поддерживает телевизионные форматы NTSC/PAL (480/576 Interlaced, 480/576 Progressive: 480i, 480p, 576i, 625p).

OSD Video

Resizer Out

Histogram Video

Previewer In

DDR2-32b ATA/CF

или

MMC/SD AEMIF-16b

Рис. 8. Дополнительный модуль подключения

Рис. 6. Подсистема видеообработки

Интегрированный видеовход (Video In) обеспечивает интерфейсы CCD/CMOS (16 бит, 75 МГц), BTU601/656 (8 или 16 бит, 75 МГц). Кроме того, имеется возможность преобразования цветового пространства, предпрос-мотра (блок Previewer) и конвертирование Bayer RGB в YCbCr 4:2:2.

Модуль видеообработки обеспечивает возможность вывода управляющей информации поверх изображения (On Screen Display — OSD). В данном режиме в видеоокне формата RGB888 (или YCbCr 4:2:2) можно выводить окно OSD формата RGB656. При этом обеспечивается 8 уровней микширования.

Блок масштабирования (Resizer) обеспечивает изменение масштаба от 1:4 до 4:1 при 256 градациях. Возможно использование линейной и би-кубической аппроксимации.

Аппаратный блок определения гистограммы (Histogram) позволяет реализовать механизмы автоматического баланса белого и автофокусировки.

Наличие субмодуля обработки видео в целом позволяет оптимизировать стоимость решений на базе процессоров DaVinci, упрощает подключение стандартных микросхем видео- и аудиокодеков, различных дисплеев и цифровых камер. Использование субмодуля значительно снижает нагрузку на CPU.

Интерфейс внешней памяти и устройств хранения (рис. 7) имеет следующие характеристики: 32-битный интерфейс подключения DDR2-266 (133 МГц), интерфейс ATA/AT-API-5/IDE Compact Flash (совмещенный с EMIF), NAND Flash (2х8/16-разрядная NAND или SM/xD), возможность подключения асинхронной памяти (EMIF — расширенный интерфейс памяти). Все это позволяет проводить обработку скоростного видеопотока, обеспечивает поддержку современных кодеков, возможность организации хранения видеоданных на внешних носителях, простую

конфигурацию загрузки, возможность расширения, реализацию мультистандартного интерфейса.

Дополнительный модуль подключения (рис. 8) позволяет реализовать изернетр MAC уровня (10/100 Мит/с, MII для Switch или PHY, интерфейс MDIO), стандартный порт USB 2.0 (LYN + PHY, High Speed 480 Мбит/с, Host/client), а также интерфейс VLYNQ (75 МГц, 4 линии на передачу, 4 линии на прием) для подключения FPGA. Все это дает возможность достаточно просто решать различные сетевые задачи и задачи подключения дополнительных устройств.

Процессоры DaVinci имеют достаточно большой набор последовательных интерфейсов, стандартных для DSP. На рис. 9 представлен блок последовательных интерфейсов интерфейсов. Он включает последовательный аудио-интерфейс Audio SP, который поддерживает кодеки AC97 и подключение по протоколу I2S. Это позволяет реализовать устройства с низкой стоимостью и возможностью гибкой настройки аудиоподключения. Кроме того, имеется три UART, одит I2C, два SPI, три PWM и набор GPIO. Наличие UART позволяет реализовать интерфейс Bluetooth и обеспечивает поддержку дистанционного управления. Интерфейс PWM, в частности, используется при построении системы автофокусировки и автоматической установки баланса белого. Интерфейсы I2C и SPI позволяют легко реализовывать различные алгоритмы конфигурирования внешних устройств, а наличие выводов GPIO дает возможность создавать опции пользовательского контроля.

Мы перечислили все возможные интерфейсы. В зависимости от конкретного типа DSP их перечень и количество могут отличаться. В таблице 2 представлена вся (на момент написания статьи) номенклатура процессоров DaVinci.

В группе процессоров DaVinci можно выделить три группы. Первая — высокопроиз-

ЕМАС

USB 2.0

VLYNQ™

Рис. 9. Блок последовательных интерфейсов

SPI (x2) PWM (x3)

I2C GPIO

Audio SP UART (x3)

Рис. 7. Интерфейс внешней памяти и устройств хранения

Тактовая L1SRAM, байт L2SRAM, байт ай б Интер фейс (каналов) Видео порты (вход/выход) Последо- Интерфейсы Тип внешней Питание, В Цена,

МГц E О R пам нтеий интерфейсы связи памяти Ядро Периферия

TMS320DM6446ZWT C64x+, ARM9, DaVinci Video 594(DSP) 297 (ARM) 112K (DSP) 40K (ARM) 64 K (DSP) 16 K (ARM) 116-/8-бит EMIFA 132-/16-бит DDR2 64 1/1 ASP, I2C, SPI, 3 UARTs USB 2.0, VLYNQ 10/100 EMAC Async SRAM, DDR2SDRAM, NAND Flash, SmartMedia/xD 1,20 1,8/3,3 361 BGA, 16x16 мм 39,50

TMS320DM6443ZWT C64x+, ARM9, DaVinci Video 594(DSP) 297 (ARM) 112K (DSP) 40K (ARM) 64 K (DSP) 16 K (ARM) 116-/8-бит EMIFA 132-/16-бит DDR2 64 0/1 ASP, I2C, SPI, 3 UARTs USB 2.0, VLYNQ 10/100 EMAC Async SRAM, DDR2SDRAM, NAND Flash, SmartMedia/xD 1,20 1,8/3,3 361 BGA, 16x16 мм 33,85

TMS320DM6441ZWT C64x+, ARM9, DaVinci Video 513/405 (DSP) 256/202 (ARM) 112K (DSP) 40K (ARM) 64 K (DSP) 16 K (ARM) 116-/8-бит EMIFA 132-/16-бит DDR2 64 1/1 ASP, I2C, SPI, 3 UARTs USB 2.0, VLYNQ 10/100 EMAC Async SRAM, DDR2SDRAM, NAND Flash, SmartMedia/xD 1,2/1,05 1,8/3,3 361 BGA, 16x16 мм 27,05

TMX320DM6431 C64x+, DaVinci Video 300 64 K 64 K 64 K 1 8-бит EMIFA 116-бит DDR2 64 0/1 McASP, I2C, 1 UART, 1 McBSP, 1 HECC 10/100 EMAC Async SRAM, DDR2SDRAM, NAND Flash 1,05 1,8/3,3 361 BGA 16x16 мм, 376 BGA 23x23 мм 11,27

TMX320DM6433 C64x+, DaVinci Video 400 500 600 112 K 128 K 64 K 18-бит EMIFA 132-/16-бит DDR2 64 0/1 McASP, 1 McBSP, I2C, 1 UART McASP, 1 McBSP, I2C, 1 UART Async SRAM, DDR2SDRAM, NAND Flash 1,2/1,05 1,8/3,3 361 BGA 16x16 мм, 376 BGA 23x23 мм 15,75 16,65 18,50

TMX320DM6435 C64x+, DaVinci Video 400 500 600 112 K 128 K 64 K 18-бит EMIFA 132-/16-бит DDR2 64 0/1 McASP, I2C, 1 McBSP, 2 UARTs, 1 HECC McASP, I2C, 1 McBSP, 2 UARTs, 1 HECC Async SRAM, DDR2SDRAM, NAND Flash 1,2/1,05 1,8/3,3 361 BGA 16x16 мм, 376 BGA 23x23 мм 16,30 17,25 19,15

TMX320DM6437 C64x+, DaVinci Video 400 500 600 112 K 128 K 64 K 18-бит EMIFA 132-/16-бит DDR2 64 1/1 McASP, I2C, 1 HECC 2 McBSPs, 2 UARTs 32-Bit PCI, VLYNQ, 10/100 EMAC Async SRAM, DDR2SDRAM, NAND Flash 1,2/1,05 1,8/3,3 361 BGA 16x16 мм, 376 BGA 23x23 мм 22,05 23,35 25,93

РСА9306 I2C Level Translator

2 х SN74AVC1T45 1-Bit Level Translator

PLL1705 Clock Generator

TLV320AIC33 Stereo Codec

SN74AVC16T245 16-Bit Level Translator

РСВ8574А І2С I/O Expander

□

MAX3221 RS-232 Xceiver

TVP5146 Video Decoder

LEDs

ЧООО]

-*( GPIOs ]

Serial Port Microphone Speakers

Video

Port

SN74AVCA406 SMC/xD Level Translator

SN74LV4320A Compact Flash Xceiver

SN74AVC32T245 32-Bit Level Translator

Smart Media xD Card

Compact Flash Card

ATA

Card

Рис. 10. Обобщенная структурная схема устройства на базе TMS320DM6446

водительные и самые дорогие TMS320DM6446 и TMS320DM4643. Эти DSP обеспечивают максимальную производительность в данном классе устройств и имеют максимально возможное количество периферийных модулей. Процессор TMS320DM6446 предназначен для реализации полнофункционального многопоточного кодека для аудио и видео, TMS320DM6443 — только для реализации декодеров.

Вторая группа на данный момент содержит только один процессор — TMS320DM6441. Это универсальный процессор, на базе которого можно реализовать полнофункциональный кодек аудио и видео, однако его произ-

водительность ниже топовых процессоров данного семейства. Это, с одной стороны, приводит к снижению многопоточности, но, с другой, снижает энергопотребление и позволяет реализовать портативные устройства.

Третья группа — это процессоры TMS320DM643x. В них отсутствует ядро ARM. Это позволило значительно снизить стоимость чипов. Их назначение — реализация оконечных устройств обработки аудио и видео, таких как IP-камеры или камеры видеонаблюдения и охраны.

Хотелось бы отметить широкие возможности по реализации различных типов устройств на базе процессоров DaVinci. Обоб-

щенная структура мультимедийного устройства показана на рис. 10. На базе этой структуры могут быть реализованы практически любые современные устройства обработки аудио и видео.

Отметим также возможности питания процессоров DaVinci. Компания TI недавно анонсировала источник вторичного питания TPS65023. Схема его подключения представлена на рис. 11.

Кроме этого, очень интересной возможностью организации питания является использование режима питания через Ethernet. Схема реализации такого режима показана на рис. 12. Заметим, что данная схема приведена также по адресу: ht tp:/ /focus.ti.c om/dsp/ docs/blockdiagram.tsp?blockDiagramId=2021& techDoc=8&sedionId=3&familyId=44&tabId=409 и является интерактивной. Нажимая мышкой на соответствующие блоки, можно перейти на страницы, где описываются выбранные блок, а также приводятся конкретные наименования микросхем для их реализации.

Небольшое замечание относительно приведенной длинной ссылки. Данную страницу можно найти следующим образом. На главной странице компании TI (ht tp://ti.c om/) необходимо выбрать пункт “DSP — Digital Signal Processing” (в верхнем левом углу). Затем на появившейся странице, в колонке “DSP Design Support” (средняя колонка) найти раздел “Getting Started” и выбрать пункт “DSP Block Diagrams”. После этого, появится страница с перечнем интерактивных блок-схем. Это очень полезная страница, которая позволяет быстро находить ту или иную блок-схему, подходящую для решения конкретной задачи и определять примерный набор комплектующих.

В заключение статьи рассмотрим перечень необходимого оборудования для разработки

DSP EN

V|N »

VDCDC3o

V,„ o-

VDCDC3 o-

1pF

10£2

10М^

Юг%

из?— 100Ш 1

TPS65023

□ VINDCDC2

g VIN0CDC3

VIN_LDO LOW_BATT PWRFAIL SNS

inp^

і

X

4,7pF—j— 100kI2

EN o-

V,n o-

J3

100Ш

HOT_RESET

TRESPWRON

DEFLD01

DEFLD02

LDO_EN

VSYSIN

VBACKUP

VRTC

PWRFAIL

DCDC2_EN

DCDC1_EN

DCDC3_EN

DEFDCDC3

DEFDCDC2

DEFDCDC1

SCLK

SDAT

INT

VDCDC1

L1

VDCDC2

L2

4,7k£2

4.7Ш

-СП-

2,2pH

-22MF

2,2|jH

^2MF

LD01 6

LD02 D

VDCDC3

L3

2,2mF

RESPWRON

AGND1

AGND2

PGND1

PGND2

PGND3

100Ш

DaVinci

TMS320DM644x

SCLK

SDAT

'

2,2МН-

CVDDDSP Й CVDD

g VDDA_1P1V

DVD18

DVDDR2

VDDA_1P8V

USB_VDD1P8

M24VDD

PLLVDD18

DDR_VDDDL

MXVDD

USB_VDDA3P3

DVDD33

1,2 V Domain

1,8 V Domain

3,3 V Domain

Рис. 11. Схема использования TPS65023

PoE Power Source Equipment

Q Status LEDs

Uninterrupt

Power

Supply

(UPS)

Hot

Swap

-> PSE Manager

NMOS

Switch

DC/DC

Down

Converter

I2C

~A— Portn

Microcontroller

Powered Devices (PD)

Current Mode RWM Controller

LDO

Buck

Converter

Boost

Converter

Power Management

Examples of Devices:

VoIP Phone

Wireless LAN AP

IP Video Security Cameras

Рис. 12. Структурная схема использования питания через Ethernet

и отладке продуктов на базе процессоров DaVinci. Необходимы три составляющие — отладочная плата, эмулятор, для подключения отладочной платы к ПК и программное обеспечение.

В качестве отладочной платы можно использовать только одно изделие от компании Spectrum Digital (в дальнейшем — просто SD). Его фото в составе отладочного комплекта Digital Video Evaluation Module (DVEVM) приведено на рис. 13.

Отладочный комплект DVEVM состоит из следующих компонентов.

1. Аппаратные средства:

- плата для разработки приложений под TMS320DM6446;

- видеокамера NTSC/PAL;

- ИК-модуль дистанционного управления;

- ЖК-дисплей;

- жесткий диск (40 Гбайт).

2. Программные средства:

- инструменты для разработки под ОС Linux:

■ preliminary MontaVista Professional Edition 4.0 Demo;

■ GNU средства разработки;

- демонстрационные версии кодеков

H.264, MPEG-4, MPEG-2, AAC+ и G7.11;

- набор мультимедийных интерфейсных функций (API).

Более подробное описание данного отладочного комплекта и его возможностей можно посмотреть на странице ht tp:/ /focus.tix om/ docs/toolsw/folders/print/tmdsevm6446.ht ml.

Для подключения к ПК необходим эмулятор, который подключается к процессору по 20-контактному интерфейсу JTAG. Он позволяет загружать код в процессор и отлаживать его в режиме реального времени. Для того чтобы обеспечить максимально быстрый обмен данными по интерфейсу JTAG, можно рекомендовать эмулятор компании SD XDS560 с PCI-интерфейсом подключения к ПК. Это самый быстрый эмулятор, но и самый дорогой. Его изображение представлено на рис. 14, а описание можно найти на сайте TI по адресу: ht tp:/ /focus.ti.com/docs/toolsw/folders/print/ xds560.ht ml, либо непосредственно на сайте

производителя SD: ht tp://w ww.spectrumdigi-tal.com/product_info.ph p?products_id=181.

Другие эмуляторы также могут работать с процессором DaVinci. Но они не смогут в полной мере реализовать режим отладки в реальном времени, а также требуют переходной платы для сопряжения с новым форматом интерфейса JTAG.

Последним необходимым элементом полноценного рабочего места разработчика является программное обеспечение. Для процессоров DaVinci предлагается несколько вариантов ПО.

1. Полноценная отладочная среда Code Composer Studio IDE (CCS). Это единая интегрированная среда, которая включает текстовый редактор с подсветкой синтаксиса, Си-компилятор, ассемблер, высокоэффективный оптимизатор кода (повышающий быстродействие приложений в сотни раз с помощью одного щелчка мышки), компоновщик, загрузчик программного кода. Кроме этого, CCS обеспечивает поддержку аппаратного отладчика, который позволяет получить доступ в режиме реального времени ко всем модулям DSP. В этой среде можно легко производить профилирование функций и отдельных участков кода. Имеется возможность в реальном времени отображать значение регистров, а так-

же содержимое памяти в наиболее удобном виде: осциллограмма, спектрограмма, изображение и т. д.

2. Операционная система Linux — MontaVista (w ww.mvista.c om). Это продукт сторонней компании. Применение операционной системы позволяет решать огромный круг задач с минимальными затратами ресурсов.

3. Компания TI предлагает еще один продукт, призванный сделать разработку изделий на базе процессоров DaVinci максимально эффективной. Это Digital Video Software Development Kit (DVSDK), который состоит из следующих программных компонентов:

- eXpressDSP Configuration Kit;

- TMS320DM644x SoC Analyzer;

- версия Linux от MontaVista. Программный пакет eXpressDSP Configuration Kit включает:

• кодеки для видео, изображений, речи и аудио;

• традиционные кодеки, соответствующие стандарту eXpressDSP Digital Media (xDM);

• операционную систему реального времени для DSP — DSP/BIOS.

Получить более полную информацию по данному продукту можно найти на странице ht tp:/ /focus.ti.c om/docs/toolsw/folders/ print/tmdssdk6446.ht ml. ■