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数字基带处理器AD6900的多媒体应用

发布时间:2018-08-13 17:51编辑:采集侠浏览(148)

    引言

      最近几年,多媒体处理,特别是视频和音频编解码以及数码照相机已经成为手机的常见功能。然而,正当手机对功能需求日益增长的时候,手机生产厂商和OEM设备制造商却面临着不断减少器件数量和降低物料(BOM)成本同时满足严格低功耗要求的压力。他们必须解决这些问题,同时支持在多种网络上运行的各种通信标准。

      传统手机芯片组是以DBB(数字基带)芯片为中心,通常包含微控制器(MCU)和数字信号处理器(DSP)。在多媒体功能应用在手机之前,MCU的基本作用是完成以下两个主要功能:一个是运行通信协议物理层的控制码(也称为第1层);另一个是控制通信协议栈的上层软件(第2或第3层),包括表示层或人机界面(MMI)。DSP的基本作用是完成物理层大量的数学计算功能,包括信道均衡、信道编解码以及电话语音编解码。

      随着多媒体功能的日益增加,增加手机功能的方法之一是提高DBB中的集成度。新一代基带处理器是一种高度复杂的系统芯片(SoC),它不仅支持几种通信标准,而且提供多媒体功能以及用于多媒体显示器、图像传感器和音频设备相关的接口。

    完全可编程的软件定义无线电(SDR)对手机设计工程师来说非常有吸引力。SDR的最终目标是使无线手机能够支持多种手持设备功能(例如,电话、个人数字助理、智能手机和许多其他设备),并且实时改变个性化无线电通信,同时确保服务质量(QoS)。有人认为大范围推广软件无线电所面临的所有因素对于手机都很关键:多功能(相同设备上增加其他服务)、全球移动性、小封装和低功耗、容易生产以及容易升级。

      新一代手机对SDR的需求更加明显,要求支持三套不同的标准:无线标准、多媒体标准和连接标准。例如,GSM和GPRS通信模块必须与FDD WCDMA调制解调模块共存在一部多模手机上,手机还也必须能够实现MPEG4视频编解码和MP3编解码,还要支持IEEE 802.11无线局域网和蓝牙标准。AD6900 DBB是一种支持未来SDR多标准和多媒体手机终端的平台,可满足新一代手机对各种功能的要求。

    AD6900系统结构

      AD6900是低功耗无线数字基带芯片,高级电源管理系统满足了GSM、GPRS和EDGE终端的严格要求,还支持对计算量要求很大的多媒体功能。AD6900集成了Blackfin DSP处理器、ARM926EJ-S处理器、片内大容量RAM,以及外设扩展接口。AD6900包含支持专用数码相机、USB OTG、多媒体卡(MMC)、SD卡、IrDA红外端口、拇指轮、彩色显示器以及串行接口设备(例如蓝牙、WiLAN和A-GPS模块)的集成接口,结构框图如图1所示。


    图1 AD6900结构框图

      图1中的右上方是Blackfin处理器子系统,它由Blackfin处理器内核、L1代码存储器和数据存储器(可配置为高速缓存或SRAM)、统一的L2存储器、DSPDMA作为Blackfin DMA控制器,以及用于采集和处理GSM数据的DSP外设。Blackfin处理器子系统与系统总线接口单元(SBIU)交叉开关相连接。

      图1右下方是ARM926-S微控制器子系统,它由ARM微控制器内核、高速缓存和紧密耦合内存(TCM)组成。系统中第三片片内内存称为系统RAM(L3存储器),Blackfin处理器和ARM微控制器都可访问它。连接外部设备的通用外设部分称为外设总线(PBUS),它主要用于控制大多数外部设备,模拟基带(ABB)处理器和RF收发系统。

      多媒体连接功能,即用于显示器和捕获设备的接口,由专用APBUS子系统支持。它由并行外围接口(PPI)控制器(支持10bit数码相机传感器或视频输入接口(包括ITU-656和ITU-601数字视频))和专用外部总线接口(支持并行液晶显示器,称为EBUS2)组成,消除了主要外部存储器接口中的噪声和负载。多媒体接口设备的数据搬移由称作APPDMA的多通道DMA控制器支持,它支持包括YUV4:2:2、YUV4:2:0和RGB565等其他格式的视频格式。

      AD6900是基于分级存储器系统。从Blackfin处理器角度来看,L1缓存器提供有限容量的快速零等待存储能力。由于Blackfin处理器的时钟频率很高,所以L1存储器也十分昂贵,采用小容量的快速存储器才是经济上切实可行的方案。较低级别的存储器可提供较大的储存容量,但需要更长的访问时间。对ARM处理器来说也是一样,在处理器中具有容量相当小的快速L1高速缓存存储器。

      
      存储器系统由以下几部分组成。

  • L1 DSP存储器:DSP内核工作在260MHz频率时的高速缓存和SRAM,包括80KB指令存储器和32KB数据存储器。
  • L1 ARM存储器:ARM内核工作在260MHz频率时的高速缓存和SRAM,包括20KB指令存储器和16KB数据存储器。
  • L2 存储器:以一半的DSP内核频率(130MHz)工作的64KB流水线SRAM,主要用来存储DSP数据和指令。
  • L3存储器:以几分之一DSP内核频率工作的256KB存储器,也称作系统RAM。
  • L4存储器:大容量片外存储器,包括SRAM、PSRAM(蜂窝RAM)、SDRAM、NOR以及NAND闪存。
  • AD6900的视频编解码