達芬奇技術(shù)是一種數(shù)字圖像、視頻、語音、音頻信號處理的新平臺，一經(jīng)推出，就受到熱烈歡迎，以其為基礎(chǔ)的應(yīng)用開發(fā)層出不窮。該技術(shù)是一種內(nèi)涵豐富的綜合體，包含達芬奇處理器、軟件、開發(fā)環(huán)境、算法庫和其他技術(shù)支持等。正因為涉及的技術(shù)面廣，因此有比較高的技術(shù)門檻。

　　前言

　　數(shù)字視頻技術(shù)無疑將重塑整個電子行業(yè)的面貌。當然，數(shù)字視頻技術(shù)也正在使我們的視頻體驗、傳輸以及交互方式發(fā)生著深刻的變化。 其已開始進入我們的汽車、計算機、移動電話以及網(wǎng)絡(luò)。 不過，帶來高品質(zhì)的娛樂享受僅是精彩剛剛開始！

　　過去，工程師們在實施數(shù)字視頻時選擇非常有限。硬連線以及基于ASIC的方案總是限制著器件的前途及功能，并且也限制它們的自適應(yīng)性。雖然專用器件的靈活性稍高于ASIC，但是，面對日新月異的多媒體標準與應(yīng)用，它們的效用仍然很有限。可編程平臺雖然是延長產(chǎn)品使用壽命的最靈活的方法，但是，為了打入數(shù)字視頻技術(shù)市場，它們往往需要巨額的軟件開發(fā)投資。

　　將數(shù)字視頻嵌入式應(yīng)用中的首要難題是：實現(xiàn)視頻的復(fù)雜性要遠遠超過簡單的圖象與音頻壓縮和解壓縮。 數(shù)字視頻可以采用形形色色的形式與格式， 開發(fā)人員需要支持繁雜的配置和各種不同的方面，如：不同的分辨率/顯示器尺寸、不同的比特率、實時問題乃至視頻源的可靠性等（例如，來自硬盤驅(qū)動器的視頻流與來自無線通信鏈路的視頻流的區(qū)別）。即使是那些看似簡單明了的任務(wù)--如高效管理音頻/視頻同步以及在IP網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)可靠的視頻傳輸，仍然會讓開發(fā)人員傷透腦筋。雖然有些器件讓眾多應(yīng)用開發(fā)人員大喜過望，但是他們不得不支持多種標準，其中包括那些必須著手指定的新標準。為了一窺這種靈活性的重要性，只需想一想H.264視頻CODEC的迅速部署和廣泛普及。

　　橫亙在許多工程師面前的主要障礙是缺少具有性能足夠多、成本足夠低、靈活性足夠高、唾手可得的數(shù)字視頻開發(fā)平臺。對于希望在新型應(yīng)用中集成視頻的工程師們來說，必須使用低成本的現(xiàn)成視頻子系統(tǒng)來降低視頻設(shè)計的復(fù)雜性。

　　而利用德州儀器（TI）的達芬奇（DaVinci）技術(shù)一切難題皆可迎刃而解！
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　　達芬奇技術(shù)解讀

　　達芬奇技術(shù)（DaVinci）簡言之就是包含有針對數(shù)字音視頻優(yōu)化的基于DSP的系統(tǒng)解決方案，其中有四個基本組成，即處理器、軟件、開發(fā)工具套件和支持，如圖三所示。

　　達芬奇處理器是一個單片系統(tǒng)，集成有TI高性能C64+核心DSP和ARM9核心處理器以及視頻前端處理器和視頻加速器，還有非常豐富的外圍設(shè)備，如數(shù)字視頻、數(shù)字音頻、高速網(wǎng)絡(luò)、DDR2高速存儲器、ATA硬盤和多種存儲卡等接口。

　　在軟件方面達芬奇全面支持由底層到高層的軟件系統(tǒng)。達芬奇在嵌入式操作系統(tǒng)方面對Linux的支持極為完善，也有支持WinCE的能力；在數(shù)字視頻、影像、語音和音頻上可以支持H.264、MPEG4/2、H.263、VC1、JPEG、G.711/G.723、MP3、WMA等多種編解碼器；通過多媒體框架結(jié)構(gòu)進行數(shù)字視頻軟件系統(tǒng)的集成，并提供API驅(qū)動程序支持，同時有助于實現(xiàn)處理器間的通信。

　　達芬奇有多種開發(fā)工具套件以滿足各種需求，其中評估模塊和參考設(shè)計將有益于硬件設(shè)計，而數(shù)字視頻開發(fā)平臺和Green Hills開發(fā)工作將對縮短軟件系統(tǒng)集成有很大幫助。

　　達芬奇的支持體系很強大，其中既有來自TI授權(quán)軟件提供商（ASP）的支持，也有更為廣泛的第三方網(wǎng)絡(luò)的支持。

　　所有的數(shù)字視頻類產(chǎn)品都有機會采用達芬奇技術(shù)，這里不僅有眾所周知的產(chǎn)品，如數(shù)碼相機或攝像機、個人媒體播放器、數(shù)字機頂盒、IP可視電話、數(shù)字媒體網(wǎng)關(guān)、數(shù)字視頻服務(wù)器、IP網(wǎng)絡(luò)攝像機、數(shù)字硬盤錄相機等，還有未來創(chuàng)新的數(shù)字視頻，如包含汽車智能視覺在內(nèi)的新產(chǎn)品，當然還有更多的產(chǎn)品有待脫穎而出。

　　在達芬奇技術(shù)研討會上，對第一批達芬奇芯片DM6446/6443的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和應(yīng)用的講解集中在ARM與DSP的高速通信、外圍高速擴展接口的使用、視頻前端處理器（VPSS）的配置、中心交換資源（SCR）的調(diào)度等技術(shù)細節(jié)，并且深入地分析了不同開發(fā)工具的特點和在達芬奇軟件系統(tǒng)開發(fā)中的作用。

　　除了詳實的技術(shù)演講，還有生動的現(xiàn)場演示，例如在DM6446評估板所進行的基于達芬奇的數(shù)字機頂盒的實現(xiàn)。在此可以直觀地看到H.264解碼器的性能，還可以探討以實現(xiàn)屏幕圖文顯示（OSD）的功能和效果。

達芬奇軟件技術(shù)詳解

　　與以往的數(shù)字視頻處理器系統(tǒng)相比，達芬奇的特別之處還在于其強大的軟件系統(tǒng)支持基礎(chǔ)，因此其目標就是力爭加快數(shù)字視頻產(chǎn)品投入市場的時間。當前的數(shù)字視頻產(chǎn)品往往需要支持多種媒體格式，在確定新產(chǎn)品思想后要經(jīng)過兩個開發(fā)階段，第一是創(chuàng)建軟件基礎(chǔ)，第二是產(chǎn)品的特色化設(shè)計。在過去前一階段比后一階段要長得多，有時因為拖得過長而失去了進入市場的時機。達芬奇的推出就是要從根本上扭轉(zhuǎn)這種局面，這便有可能將軟件開發(fā)階段縮一半或幾分之一，而為產(chǎn)品的特色化贏得更多的時間。

　　在具體的軟件設(shè)計中，對于數(shù)字多種媒體系統(tǒng)的設(shè)計，圍繞用戶代碼的主線程有四個部分，其一是輸入源數(shù)據(jù)，其二是輸出結(jié)果，其三是算法處理實體，其四是用戶界面（GUI）。達芬奇系統(tǒng)在底層以通用嵌入式實時操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過構(gòu)建達芬奇框架結(jié)構(gòu)Davinci Framework）來協(xié)調(diào)各部分工作流程，并對數(shù)字視頻（video）、影像（Imaging）、語音（Speech）和音頻（Audio）類的軟件提供相應(yīng)的應(yīng)用程序接口，即簡稱為VISA API，另外也對簡單外設(shè)軟件接口提供應(yīng)用程序接口，即EPSI API。

　　這樣就建立了達芬奇軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)體系，如圖四所示。在這里，VISA包含在SPL層中，實現(xiàn)基本的編解碼器功能；而EPSI則包含在IOL層中，實現(xiàn)基本的輸入輸出功能。還有一個APL層用以支持高級應(yīng)用的開發(fā)。

　　為了使DSP算法規(guī)范化，TI曾經(jīng)大力推廣eXpressDSP的開發(fā)理念并獲得成功，目前全球上千種由TI或第三方提供的算法具有eXpressDSP的兼容性，這個DSP的算法標準稱為xDIAS。xDIAS可以提供為所有兼容性算法與一致化的API管理存儲器資源的能力。而在達芬奇的軟件中所使用的是一個針對數(shù)字媒體的算法標準，稱為xDM，xDIAS-DM可視為是擴展的xDIAS。對于VISA中的編解碼器引擎都有相對應(yīng)的xDM，而xDM部件也可以很容易地切換。

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　　在達芬奇系統(tǒng)的開發(fā)中，信號處理內(nèi)容就存在以下四種選擇，第一種選擇，就是自己開發(fā)自己的符合xDM的算法；第二種選擇，就是去買原始的編解碼算法，這也是符合xDIAS-DM的軟件并以庫，即.lib的方式提供；第三種選擇，就是去買封裝了的編解碼器組件，同樣是以.lib庫的方式提供，但已根據(jù)需要進行了封裝并可由直接集成到應(yīng)用系統(tǒng)中；第四種選擇，就是去獲取完整的DSP可執(zhí)行軟件，這可以從TI或TI的ASP得到，這些軟件已針對特定市場而優(yōu)化，如視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)AV播放、IP可視電話、視頻會議，還有其它的新興應(yīng)用。

總結(jié)

　　達芬奇技術(shù)提供的開放式開發(fā)平臺同時也擴展了應(yīng)用程序。達芬奇軟件初始將支持Linux，將來會陸續(xù)支持其他操作系統(tǒng)。Linux支持的內(nèi)容包括外設(shè)驅(qū)動器、實時應(yīng)用管理、應(yīng)用級API以及可隨時投產(chǎn)的代碼。針對視頻而精心優(yōu)化的、基于集成的DSP、專用型開發(fā)工具、調(diào)諧驅(qū)動器、CODEC以及系統(tǒng)級應(yīng)用代碼的整體組合使開發(fā)人員能夠?qū)崿F(xiàn)完整而復(fù)雜的數(shù)字視頻系統(tǒng)，僅需少量函數(shù)調(diào)用即可提供編解碼功能。

　　世界在變，而數(shù)字視頻現(xiàn)成的可用性一定會實現(xiàn)和激發(fā)我們聞所未聞的新應(yīng)用。不過，只有工程師潛心于開拓使用現(xiàn)有技術(shù)的新思路而無需煩勞做那些無用的重復(fù)開發(fā)，創(chuàng)新才會成為可能。達芬奇技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了數(shù)字視頻背后的復(fù)雜細節(jié)，工程師們所要做的就是輕松地為消費市場帶來低成本數(shù)字視頻。