什么是达芬奇技术_达芬奇技术解读

　　达芬奇技术是一种数字图像、视频、语音、音频信号处理的新平台，一经推出，就受到热烈欢迎，以其为基础的应用开发层出不穷。该技术是一种内涵丰富的综合体，包含达芬奇处理器、软件、开发环境、算法库和其他技术支持等。正因为涉及的技术面广，因此有比较高的技术门槛。

　　前言

　　数字视频技术无疑将重塑整个电子行业的面貌。当然，数字视频技术也正在使我们的视频体验、传输以及交互方式发生着深刻的变化。 其已开始进入我们的汽车、计算机、移动电话以及网络。 不过，带来高品质的娱乐享受仅是精彩刚刚开始！

　　过去，工程师们在实施数字视频时选择非常有限。硬连线以及基于ASIC的方案总是限制着器件的前途及功能，并且也限制它们的自适应性。虽然专用器件的灵活性稍高于ASIC，但是，面对日新月异的多媒体标准与应用，它们的效用仍然很有限。可编程平台虽然是延长产品使用寿命的最灵活的方法，但是，为了打入数字视频技术市场，它们往往需要巨额的软件开发投资。

　　将数字视频嵌入式应用中的首要难题是：实现视频的复杂性要远远超过简单的图象与音频压缩和解压缩。 数字视频可以采用形形色色的形式与格式， 开发人员需要支持繁杂的配置和各种不同的方面，如：不同的分辨率/显示器尺寸、不同的比特率、实时问题乃至视频源的可靠性等（例如，来自硬盘驱动器的视频流与来自无线通信链路的视频流的区别）。即使是那些看似简单明了的任务--如高效管理音频/视频同步以及在IP网络上实现可靠的视频传输，仍然会让开发人员伤透脑筋。虽然有些器件让众多应用开发人员大喜过望，但是他们不得不支持多种标准，其中包括那些必须着手指定的新标准。为了一窥这种灵活性的重要性，只需想一想H.264视频CODEC的迅速部署和广泛普及。

　　横亘在许多工程师面前的主要障碍是缺少具有性能足够多、成本足够低、灵活性足够高、唾手可得的数字视频开发平台。对于希望在新型应用中集成视频的工程师们来说，必须使用低成本的现成视频子系统来降低视频设计的复杂性。

　　而利用德州仪器（TI）的达芬奇（DaVinci）技术一切难题皆可迎刃而解！
 

　　达芬奇技术解读

　　达芬奇技术（DaVinci）简言之就是包含有针对数字音视频优化的基于DSP的系统解决方案，其中有四个基本组成，即处理器、软件、开发工具套件和支持，如图三所示。

　　达芬奇处理器是一个单片系统，集成有TI高性能C64+核心DSP和ARM9核心处理器以及视频前端处理器和视频加速器，还有非常丰富的外围设备，如数字视频、数字音频、高速网络、DDR2高速存储器、ATA硬盘和多种存储卡等接口。

　　在软件方面达芬奇全面支持由底层到高层的软件系统。达芬奇在嵌入式操作系统方面对Linux的支持极为完善，也有支持WinCE的能力；在数字视频、影像、语音和音频上可以支持H.264、MPEG4/2、H.263、VC1、JPEG、G.711/G.723、MP3、WMA等多种编解码器；通过多媒体框架结构进行数字视频软件系统的集成，并提供API驱动程序支持，同时有助于实现处理器间的通信。

　　达芬奇有多种开发工具套件以满足各种需求，其中评估模块和参考设计将有益于硬件设计，而数字视频开发平台和Green Hills开发工作将对缩短软件系统集成有很大帮助。

　　达芬奇的支持体系很强大，其中既有来自TI授权软件提供商（ASP）的支持，也有更为广泛的第三方网络的支持。

　　所有的数字视频类产品都有机会采用达芬奇技术，这里不仅有众所周知的产品，如数码相机或摄像机、个人媒体播放器、数字机顶盒、IP可视电话、数字媒体网关、数字视频服务器、IP网络摄像机、数字硬盘录相机等，还有未来创新的数字视频，如包含汽车智能视觉在内的新产品，当然还有更多的产品有待脱颖而出。

　　在达芬奇技术研讨会上，对第一批达芬奇芯片DM6446/6443的内部结构和应用的讲解集中在ARM与DSP的高速通信、外围高速扩展接口的使用、视频前端处理器（VPSS）的配置、中心交换资源（SCR）的调度等技术细节，并且深入地分析了不同开发工具的特点和在达芬奇软件系统开发中的作用。

　　除了详实的技术演讲，还有生动的现场演示，例如在DM6446评估板所进行的基于达芬奇的数字机顶盒的实现。在此可以直观地看到H.264解码器的性能，还可以探讨以实现屏幕图文显示（OSD）的功能和效果。

达芬奇软件技术详解

　　与以往的数字视频处理器系统相比，达芬奇的特别之处还在于其强大的软件系统支持基础，因此其目标就是力争加快数字视频产品投入市场的时间。当前的数字视频产品往往需要支持多种媒体格式，在确定新产品思想后要经过两个开发阶段，第一是创建软件基础，第二是产品的特色化设计。在过去前一阶段比后一阶段要长得多，有时因为拖得过长而失去了进入市场的时机。达芬奇的推出就是要从根本上扭转这种局面，这便有可能将软件开发阶段缩一半或几分之一，而为产品的特色化赢得更多的时间。

　　在具体的软件设计中，对于数字多种媒体系统的设计，围绕用户代码的主线程有四个部分，其一是输入源数据，其二是输出结果，其三是算法处理实体，其四是用户界面（GUI）。达芬奇系统在底层以通用嵌入式实时操作系统为基础，通过构建达芬奇框架结构Davinci Framework）来协调各部分工作流程，并对数字视频（video）、影像（Imaging）、语音（Speech）和音频（Audio）类的软件提供相应的应用程序接口，即简称为VISA API，另外也对简单外设软件接口提供应用程序接口，即EPSI API。

　　这样就建立了达芬奇软件系统结构体系，如图四所示。在这里，VISA包含在SPL层中，实现基本的编解码器功能；而EPSI则包含在IOL层中，实现基本的输入输出功能。还有一个APL层用以支持高级应用的开发。

　　为了使DSP算法规范化，TI曾经大力推广eXpressDSP的开发理念并获得成功，目前全球上千种由TI或第三方提供的算法具有eXpressDSP的兼容性，这个DSP的算法标准称为xDIAS。xDIAS可以提供为所有兼容性算法与一致化的API管理存储器资源的能力。而在达芬奇的软件中所使用的是一个针对数字媒体的算法标准，称为xDM，xDIAS-DM可视为是扩展的xDIAS。对于VISA中的编解码器引擎都有相对应的xDM，而xDM部件也可以很容易地切换。

 

　　在达芬奇系统的开发中，信号处理内容就存在以下四种选择，第一种选择，就是自己开发自己的符合xDM的算法；第二种选择，就是去买原始的编解码算法，这也是符合xDIAS-DM的软件并以库，即.lib的方式提供；第三种选择，就是去买封装了的编解码器组件，同样是以.lib库的方式提供，但已根据需要进行了封装并可由直接集成到应用系统中；第四种选择，就是去获取完整的DSP可执行软件，这可以从TI或TI的ASP得到，这些软件已针对特定市场而优化，如视频监控、网络AV播放、IP可视电话、视频会议，还有其它的新兴应用。

总结

　　达芬奇技术提供的开放式开发平台同时也扩展了应用程序。达芬奇软件初始将支持Linux，将来会陆续支持其他操作系统。Linux支持的内容包括外设驱动器、实时应用管理、应用级API以及可随时投产的代码。针对视频而精心优化的、基于集成的DSP、专用型开发工具、调谐驱动器、CODEC以及系统级应用代码的整体组合使开发人员能够实现完整而复杂的数字视频系统，仅需少量函数调用即可提供编解码功能。

　　世界在变，而数字视频现成的可用性一定会实现和激发我们闻所未闻的新应用。不过，只有工程师潜心于开拓使用现有技术的新思路而无需烦劳做那些无用的重复开发，创新才会成为可能。达芬奇技术已经实现了数字视频背后的复杂细节，工程师们所要做的就是轻松地为消费市场带来低成本数字视频。