雙內(nèi)核嵌入式處理器omap5910及其在3g的多媒體應(yīng)用 摘要：omap591是一種新型的雙內(nèi)核嵌入式處理器，文章介紹了該處理器的主要特點(diǎn)及其硬件和軟件架構(gòu)。重點(diǎn)闡述了omap5910處理器在第三代無線終端領(lǐng)域的多媒體應(yīng)用，最后給出了omap5910在嵌入式語音系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)例。
關(guān)鍵詞：omap59103g嵌入式無線終端多媒體omap（openmultimediaapplicationsplatform）是美國德州儀器公司（ti）推出的專門為支持第三代（3g）無線終端應(yīng)用而設(shè)計(jì)的應(yīng)用處理器體系結(jié)構(gòu)。omap處理器平臺(tái)堪稱無線技術(shù)發(fā)展的里程碑，它提供了語音、數(shù)據(jù)和多媒體所需的帶寬和功能，可以極低的功耗為高端3g無線設(shè)備提供極佳的性能。omap嵌入式處理器系列包括應(yīng)用處理器及集成的基帶應(yīng)用處理器，目前已廣泛應(yīng)用于pda、web記事本、遠(yuǎn)程通信、醫(yī)療器械等領(lǐng)域。omap5910是omap系列的最新成員，它采用mcu+dsp雙內(nèi)核架構(gòu)，具有新一代增強(qiáng)型多媒體應(yīng)用所需的實(shí)時(shí)性能與更低功耗，并具有極強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力和邏輯運(yùn)算能力，在移動(dòng)通信與多媒體信號(hào)處理及pda方面有良好的開發(fā)和應(yīng)用前景。1omap5910的基本特性omap5910采用獨(dú)特的雙核結(jié)構(gòu)，把高性能低功耗的dsp核與控制性能強(qiáng)的arm微處理器結(jié)合起來，具有集成度高、硬件可靠性和穩(wěn)定性強(qiáng)、速度快、數(shù)據(jù)處理能力強(qiáng)、功耗低、開放性好等優(yōu)點(diǎn)。omap5910應(yīng)用處理器雙核結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)勢在于：由于兩個(gè)獨(dú)立的組件來完成應(yīng)用處理任務(wù)，其中mcu負(fù)責(zé)支持應(yīng)用操作系統(tǒng)并完成以控制為核心的應(yīng)用處理；而dsp則負(fù)責(zé)完成多媒體信號(hào)（如音頻、語音和圖像/視頻信號(hào)）的處理。與單核結(jié)構(gòu)相比，雙核架構(gòu)的一個(gè)明顯優(yōu)勢就是可以使操作系統(tǒng)的效率和多媒體代碼的執(zhí)行更加優(yōu)化并延長電源壽命；同時(shí)采用雙處理器可以將總工作負(fù)荷進(jìn)行合理劃分，從而降低時(shí)鐘工作頻率，使系統(tǒng)的功耗降低至最低，成功地實(shí)現(xiàn)了性能與功耗的最佳場合。


1．1omap5910硬件功能模塊omap5910采用289管腳bga封裝。其硬件功能模塊包括mcu子系統(tǒng)、dsp子系統(tǒng)、存儲(chǔ)器管理單元（tc）、直接存儲(chǔ)器訪問單元（dma）、兩級(jí)中斷管理器及豐富的外圍接口等，其硬件架構(gòu)如圖1所示。其中dsp核、arm核以及存儲(chǔ)器管理單元（tc）這三個(gè)部分可以獨(dú)立地進(jìn)行時(shí)鐘管理，從而有效地控制功能。下面簡要介紹幾個(gè)主要功能模塊：（1）mpu子系統(tǒng)mpu子系統(tǒng)中的ti增強(qiáng)型arm925核是armrisc體系結(jié)構(gòu)的先進(jìn)代表，工作主頻為175mhz。它包括存儲(chǔ)器管理單元、16k字節(jié)的高速指令緩沖存儲(chǔ)器、8k字節(jié)的數(shù)據(jù)高速緩沖存儲(chǔ)器和17個(gè)字的寫緩沖器。片內(nèi)有192k字節(jié)的內(nèi)部sram，可為液晶顯示器等應(yīng)用提供大量的數(shù)據(jù)和代碼存儲(chǔ)空間。arm925核共有13個(gè)內(nèi)部中斷和19個(gè)外部中斷，采用兩級(jí)中斷管理。此外，核內(nèi)還有armcp15協(xié)處理器和保護(hù)模塊。（2）dsp子系統(tǒng)dsp子系統(tǒng)中的c55xdsp核具有極佳的功耗性能比，工作主頻為200mhz。它支持無線網(wǎng)絡(luò)傳輸與語音數(shù)據(jù)處理等工作，能提供高效諧振數(shù)據(jù)處理能力。c55xdsp核采用了在項(xiàng)關(guān)鍵的革新技術(shù)；增大的空閑省電區(qū)域、變長指令、擴(kuò)大的并行機(jī)制。其結(jié)構(gòu)針對(duì)多媒體應(yīng)用做了高度優(yōu)化，適合低功耗的實(shí)時(shí)語音圖像處理。c55xdsp核還新增了圖像位移預(yù)測、離散余弦變換/反變換和1/2像素插值的視頻硬件加速器，從而可以提高數(shù)據(jù)處理速度，降低視頻處理功耗。此外，核內(nèi)還包括32k字的雙存取sram、48k字的單存以sram、16k字的片內(nèi)rom和12k字的高速指令緩存。


（3）存儲(chǔ)器管理單元tc存儲(chǔ)器管理單元tc管理著mpu、dsp、dma以及局部總線對(duì)omap5910系統(tǒng)存儲(chǔ)資源（如sram、sdram、flash、rom等）的訪問。它的主要功能是確保處理器能夠高效訪問外部存儲(chǔ)區(qū)，并避免產(chǎn)生瓶頸現(xiàn)象而降低片上處理速度。tc通過三種不同的接口支持處理器或dma單元對(duì)存儲(chǔ)器的訪問，即：emifs、emiff和imif。其中emifs接口提供對(duì)flash、sram和rom的訪問；emiff接口提供對(duì)sdram的訪問；imif接口提供對(duì)omap5910片內(nèi)192k字節(jié)sram的訪問。三個(gè)接口是完全獨(dú)立的，從任何一個(gè)處理器或dma單元都可以同時(shí)訪問。此外，omap5910片內(nèi)還集成了豐富的外圍接口，如：lcd控制器、通用羿步收發(fā)器、脈寬音頻發(fā)生器、存儲(chǔ)器接口、攝像機(jī)接口、i2c主機(jī)接口、串行接口、主客戶機(jī)usb口、安全數(shù)字多媒體卡控制器接口、紅外接口、鍵盤接口等等。1．2omap5910的軟件構(gòu)架omap5910的軟件結(jié)構(gòu)建立在兩個(gè)操作系統(tǒng)之上：一是基于arm的windowsce、linux等操作系統(tǒng)；二是基于dsp的dsp/bios。連接兩個(gè)操作系統(tǒng)的核心技術(shù)是dsp/bios橋，它是副縣長omap5910的關(guān)鍵。對(duì)于軟件開發(fā)者來說