在數字視頻創新已經成為數字信息產業熱點的今天，的設計方法不斷提高，這樣既可以為數字視頻產品拓展差異性空間，也能夠縮短開發周期以滿足日新月異的市場需求。

　　現在數字視頻係統的複雜度已經遠遠超過以往任何時候，特別是隨著單片係統(SoC)時代的到來，廣大設計人員正麵臨著前所未有的挑戰。在SoC成為數字視頻係統平台的時候，新的集成開發概念也就應運而生，其實質就是通過綜合的集成開發環境以及所提供的多種工具，實現數字音視頻軟件與底層係統軟件及相關應用的集成，並采用有效的手段進行調試。關於數字視頻係統設計的集成理念可以結合業界具有代表意義的單片數字媒體處理平台達芬奇(Davinci)及其開發技術作一些探討，其中包含基本開發理念、開發集成環境、數字視頻配置工具和圖形係統可視化工具四個方麵。

圖1 集成結構框圖

　　數字視頻係統開發理念

　　既然處理器自身隻能用作數字視頻解決方案的基礎，那麼管理數字視頻係統的所有組件就成為極其複雜的工程難題。對於許多應用來說，數字視頻隻是更為龐雜的係統的眾多組件之一。為了在真正意義上使開發人員克服最初的障礙並且加快產品上 市進程，僅僅開發實施數字視頻的基礎芯片和軟件已經遠遠不夠。開發人員不僅需要處理器，還需要能夠直接投入生產的理想代碼。換言之，為了滿足其應用的特定需求，開發人員還需要已經集成到可配置或輕鬆編程的數字視頻子係統上的硬件和軟件。

　　數字視頻係統的複雜性主要在於開發人員必須創建和管理的眾多組件。為眾多組件編寫代碼並且管理其間的交互將大大增加集成一套完整係統的難度。為此達芬奇技術通過提供開放式平台來降低係統複雜性，在該平台之上，德州儀器及其第三方合作夥伴已經開發和集成了構成數字視頻係統所需要的各種組件，並且還集成了使任何工程師都能夠實現數字視頻創新所需的軟硬件。

　　在采用達芬奇平台進行開發中，最需要關注的就是全新的開發理念。成功實現數字視頻需要四大要素，即處理器平台、開發工具、軟件以及係統專業技術。由於能夠在集成這四種要素的平台中實現數字視頻、音頻、語音與話音技術，因此達芬奇技術所支持的SoC平台針對靈活的數字視頻實施而進行了精心優化，集成了可編程DSP內核、ARM處理器以及視頻加速協處理器。憑借高效的處理能力、存儲器、I/O帶寬、平衡的內部互連以及專用外設組合，並以最低的成本為視頻應用提供理想的核心動力。

　　達芬奇技術在芯片級上充分發揮雙處理器的協處理器功效，並輔之以強大的開發工具，以擴展其基於芯片的DSP技術能力，並結合高度優化的視頻算法軟件。開發人員不需要再費心於如何針對自己的基本創新進行編程和優化代碼的細節問題，因此縮短了開發的周期。達芬奇技術通過更加簡單易用的標準API組合來實現對這些創新的利用，這些API允許輕鬆利用可隨時投產的編解碼器(CODEC)。

　　達芬奇技術使開發人員不再需要了解視頻應用中實施具體CODEC引擎的細節，而可以較少的投入通過授權得到符合xDM標準的視頻、影像、語音和音頻軟件，並通過配置工具植入SOC中。這樣一來，開發人員便無需修改上層應用代碼即可以使用理想CODEC的API，可以顯著簡化視頻CODEC處理的具體低層次細節,而集中進行增值應用開發。如圖1為達芬奇軟件集成結構，其中包括信號處理層、應用層及底層核心程序。

　　在完成軟件集成之後，SOC的係統調試將是一個極其複雜的過程，所幸達芬奇技術可以提供數據可視化工具，這是業界首創的圖形係統可視化技術的集中展現。開發人員隻需要通過PC屏幕上多個圖形窗口界麵，直觀地了解到程序運行的結果，並且在同一圖象上顯示ARM與DSP的任務運行情況。正是這種數據可視化工具提供了係統級數據流程的鳥瞰圖以便實時地快速確認問題所在，因此實現了設計效率與總體性能的最大化。

　　構建數字視頻集成環境

　　針對數字視頻創新應用，開放式平台的效力勿庸置疑，這可上溯到開放式開發平台曾經所引發的PC市場的爆炸性增長。TI的OMAP平台環境已經將移動電話應用開發提升到了一個新的高度，即通過集成軟硬件使軟件開發商仍然能夠利用現有的係統，並集中精力開拓新市場及新的收入來源，如開發文本信息傳輸、鈴聲下載以及手機中的其它高級應用等。達芬奇技術同樣將類似OMAP的集成環境概念融入到了廣泛的數字視頻應用中。

　　達芬奇技術所提供的開放式開發平台通過開發集成環境可以支持多種底層操作係統和擴展更多的應用程序。達芬奇軟件初始將支持Linux，將來會陸續支持其他操作係統。Linux支持的內容包括外設驅動器、實時應用管理、應用級API以及可隨時投產的代碼。針對視頻而精心優化的、基於集成的DSP、專用型開發工具、調諧驅動器、CODEC以及係統級應用代碼的整體組合使開發人員能夠實現完整而複雜的數字視頻係統，僅需少量函數調用即可提供編解碼功能。

　　完整的架構涵蓋低級的OS驅動程序乃至應用API，使開發人員無需投入過多力量編寫及優化編解碼器或進行DSP編程，即能夠實現數字視頻功能。最初的API基於Linux操作係統，使開發人員實施編解碼器時不接觸複雜的軟硬件細節，這使他們不必修改應用代碼就能實現多媒體編解碼器互換。在創建應用時，開發人員能利用標準的OS開發環境編寫業界認可的API，實現存儲、網絡及視頻接口功能。而這些工作均可建立在同樣的開發集成環境中。

　　開發人員目前可借助數字視頻評估模塊(DVEVM)構建數字視頻開發集成平台，進行評估與實施工作。DVEVM包含MontaVista2.6.10 Linux Preview開發套件以及MontaVista GNU 開發工具，還包括NTSC/PAL相機、LCD屏幕、預連線的視頻編碼及編解碼器演示，還能用原視頻流創建新的演示。DVEVM還可實現視頻輸入／輸出連接、網絡接口、存儲器接口以及標準的子卡連接等，這使開發人員能夠用DVEVM開發出理想的應用原型。采用DVEVM，開發人員可為ARM編寫應用代碼，直接適合投產的要求，並且還可通過達芬奇API訪問DSP內核以立即開始已有DM6443及DM6446器件的應用開發工作。

　　基於SOC的數字視頻係統內部其實也是一種軟件的高度集成，隻是其中的軟件均以微碼的方式存在。在達芬奇軟件平台中可以細分為多任務的CODEC，即視頻(Video)、影像(Image)、語音(Speech)、音頻(Audio),統稱VISA。另外還包含具有多媒體框架組件的CODEC引擎遠程服務器。由此構成的信號處理層(SPL)一方麵通過VISA API接口與應用層(APL)連接，另一方麵則通過DSP/BIOS與底層內核溝通。APL包含客戶增值差異化設計軟件模塊，並通過Linux API溝通底層內核的許多外圍接口驅動。

圖2 達芬奇軟件平台結構框圖

　　圖2所示達芬奇的軟件及平台構架圖有助於進一步了解內部細節，其中包括ARM端linux上運行的應用程序，DSP上運 行的CODEC引擎以及負責ARM與DSP通信的DSP/BIOS LINK等。所有的開發都可以在TI通用的軟件集成環境(Code Composer Studio)中進行,其適於數字視頻開發的最新版本為V3.2。

　　在對達芬奇基本的硬件和軟件平台有所了解之後，不妨嚐試著建立起自主的基於達芬奇技術的數字視頻集成開發平台，並達芬奇技術已經能夠實現了數字視頻背後的許多複雜細節，為數字視頻應用提供強有力的支持。隻要樹立數字視頻技術開發的新概念，開發人員將不必拘泥於繁瑣的底層基礎建立，不用受製於繁重DSP編程工作，而是可以通過有效的片上軟件及應用集成，開發出具有優越性能和創新功能的數字視頻應用和產品。