- 相關(guān)推薦
基于TM1300的可視電話(huà)終端研究
摘要：簡(jiǎn)要介紹Philips公司的多媒體數字信號處理器TM1300，重點(diǎn)闡述以TM1300為核心實(shí)現可視電話(huà)終端的一種方案。本方案按照ITU-T制訂的H.324系列標準建議，對輸入音頻和視頻信息分別進(jìn)行了基于G.723.1協(xié)議和H.263標準的信源編碼，然后，根據信息分組復用H.223標準和通信控制規程H.245標準在PSTN上進(jìn)行傳輸。引言
1996年ITU-T制訂了在PSTN上傳輸多媒體信息的H.324系列標準建議，主要包括視頻編解碼（Video Codec）H.263標準、信息流分組復用（Multiplex）H.223標準、通信控制規程（Control）H.245標準、低碼率語(yǔ)音編碼（Speech Codec）G.723.1標準以及調制解調器（Modem） V.34bis標準等。其中G.723.1協(xié)議可將64Kb/s的PCM語(yǔ)音信號壓縮至6.3Kb/s甚至5.3Kb/s，H.263協(xié)議可將視頻信息壓縮到20Kb/s左右；因此，壓縮后的語(yǔ)音和圖像信號的碼速率低于28.8Kb/s，而V34調制解調器已實(shí)現了PSTN上的33.6Kb/s碼速率的傳輸。這樣，就可以在普通模擬電話(huà)網(wǎng)絡(luò )（PSTN）上利用V.34調制解調器實(shí)現實(shí)時(shí)傳輸多媒體信息。
H.324終端可以有兩種實(shí)現形式：基于PC機支持的可視電話(huà)終端和無(wú)需PC機支持的“獨立式”可視電話(huà)終端。前者需要PC機、攝像頭、視頻捕獲卡、內置或外置Modem；后者需要將顯示器、攝像頭、普通電話(huà)集成一體，形成一獨立的小型可視電話(huà)終端。本文介紹的可視電話(huà)終端屬于后者。它是以Philips公司的TM1300多媒體DSP為核心來(lái)實(shí)現的，主要包括話(huà)音和圖像的采集、編解碼、顯示、回放，碼流復用及通信控制等功能模塊。
1 TM1300處理器簡(jiǎn)介
TM1300是Philips公司于1997年以來(lái)推出的系列多媒體DSP Trimedia的最新一款性能優(yōu)良的多媒體處理芯片。它以多媒體處理和通信功能為主，融合了CPU芯片原有的計算功能，已廣泛應用于多媒體專(zhuān)用設備、家電及寬帶通信設備。TM1300結構框圖如圖1所示。
TM1300特別針對數字視頻和音頻應用進(jìn)行了結構優(yōu)化，集成視頻輸入、輸出接口，音頻輸入、輸出接口以及通信線(xiàn)路接口等圍設備。其核心32位的處理器，能夠進(jìn)行32位的線(xiàn)性尋址，尋址能力可達到4GB；同時(shí)，它含有128個(gè)通用寄存器，這些寄存器不像其它DSP的寄存器那樣分段，所有的操作都可以使用這些寄存器，其核心處理器采用的是VLIW（Very Long Instruction Word）超長(cháng)指令字結構，可以在每一個(gè)時(shí)鐘周期內同時(shí)進(jìn)行5個(gè)操作。VLIW結構還可以減少處理器的工作量，核心CPU的運行由實(shí)時(shí)操作系統內核進(jìn)行控制。相互獨立的多媒體輸入、輸出單元可以接收和輸出格式化數據。TM1300提供4個(gè)通用的定時(shí)器，其中三個(gè)可被編程用來(lái)產(chǎn)生CPU時(shí)鐘周期、數據/指令斷點(diǎn)、Cache跟蹤、音頻/視頻時(shí)鐘等等。其SPDIF輸出單元可輸出高速的串行數據流，主要應用于向外部音頻設備輸出SPDIF格式的數字音頻數據。由于數據流內容完全由軟件控制，因此，SPDIF輸出單元也可用作通用的高速輸出設備，如UART。TM1300內部有專(zhuān)用的16KB的數據高速緩存和32KB的指令高速緩存，并且數據高速緩存是雙端口的，允許同時(shí)進(jìn)行雙向訪(fǎng)問(wèn)。此外，TM1300還帶有一些專(zhuān)用的協(xié)處理器和專(zhuān)用的多媒體指令，其內部和功能單元之間通過(guò)一個(gè)高性能的總線(xiàn)和存儲系統進(jìn)行通信，開(kāi)發(fā)者可以充分利用TM1300硬件體系結構的特性，提高視頻、音頻編解碼算法的運算速度。變長(cháng)解碼協(xié)處理器（VLD COPROCESSOR）可以完成H.261、H.263、MPEG-1、MPEG-2和MPEG-4碼流的哈夫曼解碼；圖像協(xié)處理器ICP（Image Coprocessor）可以在不需CPU參與的情況下對圖像進(jìn)行縮放和濾波處理。
多媒體應用要求系統資源和活動(dòng)得到高效的管理，TM1300處理器支持pSOC實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統內核，pSOS操作系統由美國ISI（Integrated System Inc）公司開(kāi)發(fā)。它基于開(kāi)放式操作系統標準，并且針對多媒體應用作了專(zhuān)門(mén)的優(yōu)化。pSOS真正實(shí)現了搶先式、基于優(yōu)先級的任務(wù)調度及合理的中斷處理。內核保證在任務(wù)時(shí)刻，正在運行的任務(wù)在所有準備好的任務(wù)中具有最高的優(yōu)先級，更高優(yōu)先級的外部事件可以搶先改變調度的行為，通過(guò)改變搶先特性，或調度任務(wù)時(shí)間片，用戶(hù)可以改變調度的行為。PSOS還具有以下特點(diǎn)：動(dòng)態(tài)的、基于對象的多任務(wù)及動(dòng)態(tài)的存儲分析；靈活的計時(shí)管理和時(shí)鐘服務(wù)；先進(jìn)的錯誤處理和故障恢復等。pSOS操作系統在內核層將與硬件有關(guān)的操作放在一個(gè)模塊中，對系統服務(wù)層以上則屏蔽了具體的硬件特性。
2 可視電話(huà)終端構成與工作原理
2.1 系統框圖和工作原理
圖2是基于TM1300的“獨立式”可視電話(huà)終端的基本框圖。圖2右邊的的EEPROM、Flash存儲器和SDRAM可分別看作PC中的BIOS、HARDDISK（硬盤(pán)）和RAM（內存），V.34/ISDN為通信端口。在給終端加電后，TM1300首先從EEPROM中讀取系統啟動(dòng)的一些重要信息，例如CPU工作的時(shí)鐘頻率，外圍SDRAM的大小等信息。然后CPU從EEPROM中把啟動(dòng)程序讀入SDRAM，再由啟動(dòng)程序把FLASH MEMORY中的主程序讀入SDRAM并開(kāi)始執行。圖2左邊的視頻輸入/輸出（VI/VO）單元和音頻輸入/輸出（AI/AO）單元功能描述如下：
（1）視頻輸入/輸出單元（Video in/Video out）
視頻輸入單元接收符合CCIR601/CCIR656標準的YUV 4：2：2格式的數據。數據在輸入后先被拆分成獨立的Y、U、V數據，然后送入SDRAM中。另外，可根據需要對輸入的視頻數據進(jìn)行水平方向的亞采樣。視頻輸出單元輸出符合CCIR601/CCIR656格式的視頻數據，它還可對輸出的數據進(jìn)行內插，以使亞采樣后的數據恢復為640點(diǎn)/行或720點(diǎn)/行。
（2）音頻輸入/輸出單元（Audio in/Audio out）
音頻輸入/輸出單元分別與串行的ADC（模數轉換）、DAC（數模轉換）芯片相連，采樣時(shí)鐘受TM1300控制，采樣頻率可從直流到100kHz。
【基于TM1300的可視電話(huà)終端研究】相關(guān)文章：
基于Linux的信息發(fā)布終端網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)的研究03-07
基于A(yíng)dHoc網(wǎng)絡(luò )的船舶通信終端顯示系統研究12-07
基于移動(dòng)終端技術(shù)的課堂教學(xué)實(shí)踐應用研究12-03
基于GPS/GSM的車(chē)載移動(dòng)信息系統終端的研究03-07
基于SIP的嵌入式終端軟件系統03-07