CN101431672A - 双核视频处理器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双核视频处理器，主要包括中央处理器、异步静态存储器、非易失性存储器、液晶显示屏、扬声器和输入输出接口，中央处理器由现场可编程逻辑门阵列和ARM处理器组成，中央处理器分别与异步静态存储器、非易失性存储器、液晶显示屏、扬声器、输入输出接口、红外遥控处理模块、全球定位模块和键盘相连接；ARM处理器用于对已经编码的视频信号和音频信号采用MP5解码算法进行解码，将其转换成为数据流；现场可编程逻辑门阵列用于将缓冲中的数据流进行视频输出和音频输出。本发明的优点：本发明采用双核处理单元，两个处理单元之间协同工作，在需要多任务同步工作，能及时调配资源，提高了运行效率，增加了系统可靠性，方便了后期维护。

Description

双核视频处理器

技术领域

本发明专利涉及采用基于视频处理的车载汽车电子，主要是一种双核视频处理器。

背景技术

针对目前视频处理平台单核运算、效率不高、升级不方便的特点，提出了ARM+FPGA双核并行处理的新型体系结构，同时发挥ARM能够高速处理数字信号和FPGA善于控制大数据量吞吐的特性，快速有效地实时实现了CIF格式图像的H。264视频压缩算法；同时对H。264视频压缩标准的快速预测算法进行了研究，并针对ARM硬件及指令特点实现了代码优化。结果表明ARM+FPGA双核联合使用，提高了系统执行效率和灵活性，在压缩速度和压缩质量上都取得了良好的效果。

发明专利内容

本发明专利的目的是提供一种双核视频处理器，可解决现有车载DVD系统的诸多弊端，实现高存储密度，高功能集成度，低功耗。

本发明专利的目的是提供一种采用非对称双核处理器的视频解码播放处理单元，基于协处理的编程机制，处理器之间采用具备独创性的快速总线交互机制，保证数据交互的可靠，高速及安全。

为实现上述目的，本发明专利使用FPGA+ARM双核方案，这种双核视频处理器，主要包括中央处理器、异步静态存储器、非易失性存储器、液晶显示屏、扬声器、输入输出接口、红外遥控处理模块、全球定位模块和键盘，中央处理器由现场可编程逻辑门阵列和ARM处理器组成，现场可编程逻辑门阵列(FPGA)作为视频解码核心器件。中央处理器分别与异步静态存储器、非易失性存储器、液晶显示屏、扬声器、输入输出接口、红外遥控处理模块、全球定位模块和键盘相连接；ARM处理器用于对已经编码的视频信号和音频信号采用MP5解码算法进行解码，将其转换成为数据流；现场可编程逻辑门阵列用于将缓冲中的数据流进行视频输出和音频输出。

ARM+FPGA双核包含视频解码，视频信息存储，液晶显示屏和音频输出功能。所述液晶显示屏、扬声器、键盘与片上外围总线相接，再与中央处理器相接。采用网络模块，该网络模块与片上外围总线相接，再与中央处理器相接。

本发明的处理模块采用可编程逻辑芯片，采用的是Xilinx Spartan3E系列，型号为：Spartan3S500E，通过该芯片定制中央处理器(MicroBlaze)。采用的非易失性存储器(FLASH)型号为：INTEL JS28F128 StrataFlash，采用的双倍率同步动态随机存储器(DDR SDRAM)型号为：MT46V32M16。

本发明专利的优点：本发明专利采用双核处理单元，两个处理单元之间协同工作，在需要多任务同步工作，能及时调配资源，提高了运行效率，增加了系统可靠性，方便了后期维护。

附图说明：

图1是本发明专利的系统结构图。

图2是本发明专利的FPGA与FLASH接口图。

图3是本发明专利的FPGA外扩存储器接口图。

图4是本发明专利的ARM接口图。

图5是本发明专利的ARM外扩存储器接口图。

专利结构：

下面结合附图对本发明专利实例做详细描述。

本发明专利系统结构：如图1所示，本发明专利包含键盘、液晶显示屏、音频输出、输入输出接口(USB，SD)、红外遥控处理模块、全球定位模块、中央处理单元七部分。

其中中央处理单元硬件为SamSung公司ARM9系列的s3c2410A微处理器，外设控制及媒体信息输出则由Xilinx公司的Spartan3S500 EFPGA芯片(内置软核)完成。由HPI高速并行总线完成处理器之间的数据传输和同步。软件由嵌入式操作系统为平台，嵌入固件驱动中间件组成。

1.系统硬件

本发明专利的硬件是以SANSUM的S3C2410A的ARM处理器+Xilinx公司的Spartan3S500E FPGA芯片(内置软核)为核心，集成了声音输出模块、LCD显示模块、键盘、USB数据总线及红外遥控处理模块；外围器件由音频输出接口，LCD显示屏幕，GPS天线等组成。

2.解码单元

解码单元由高速ARM处理器负责，对已经编码的数据进行解码，主要分为视频信号和音频信号。MP5解码算法支持多种视频格式。具有解码解码速度快、压缩率高、格式兼容类型多等特点。用ARM处理完成解码算法后输出到后级FIFO单元，FPGA负责将缓冲中的数据视频输出和音频输出。

3.外设控制单元

外设控制单元由高速FPGA芯片(内置软核)负责，充分发挥其极强的硬件可定制功能。接受ARM解码后的媒体流数据，对视频和音频的解码数据进行格式转换后，通过内建FIFO完成对媒体数据的缓冲，并控制数据输出到视频和音频数接口。保证视频和音频质量。具有控制灵活，可扩展性好，性能稳定等特点。

4.总线接口单元

系统采用HPI高速并行总线完成ARM核心和FPGA内置软核的媒体数据交换以及同步的工作，

5.存储单元

整个存储单元由FLASH芯片以及RAM芯片共同组成，的FLASH芯片用于存储媒体文件，其容量可以根据用户需求进行定制。独立的RAM芯片完成内部数据缓存，保证媒体数据流通畅。

6.键盘

键盘电路分为功能键和设置键，放置在前板上供用户选择菜单和设置功能。

如原理图所示，图2是ARM+FPGA双核处理器的通讯接口原理图，通过并行高速总线连接FPGA和ARM处理器，图3是外扩存储器接口的原理图，FPGA外扩FLASH和DDRAM存储器，图4是ARM处理器的接口原理图，其中描述了ARM外设的资源及配置，图5是ARM外扩存储器接口的原理图，通过外扩SRAM和FLASH来增加存储容量。

Claims (3)

1、一种双核视频处理器，其特征是：主要包括中央处理器、异步静态存储器、非易失性存储器、液晶显示屏、扬声器、输入输出接口、红外遥控处理模块、全球定位模块和键盘，中央处理器由现场可编程逻辑门阵列和ARM处理器组成，中央处理器分别与异步静态存储器、非易失性存储器、液晶显示屏、扬声器、输入输出接口、红外遥控处理模块、全球定位模块和键盘相连接；ARM处理器用于对已经编码的视频信号和音频信号采用MP5解码算法进行解码，将其转换成为数据流；现场可编程逻辑门阵列用于将缓冲中的数据流进行视频输出和音频输出。

2、根据权利要求1所述的双核视频处理器，其特征是：所述液晶显示屏、扬声器、键盘与片上外围总线相接，再与中央处理器相接。

3、根据权利要求1所述的双核视频处理器，其特征是：采用网络模块，该网络模块与片上外围总线相接，再与中央处理器相接。

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