開(kāi)放式多媒體應(yīng)用平臺(tái)OMAP綜述

德州儀器公司的開(kāi)放式多媒體應(yīng)用平臺(tái)OMAP(Open Multimedia Application Platform)是一種為滿足新一代多媒體信息處理及第三代無(wú)線通信應(yīng)用開(kāi)發(fā)出來(lái)的高性能、高集成度嵌入式處理器。

本文主要概述了OMAP軟硬件結(jié)構(gòu)和應(yīng)用領(lǐng)域。

OMAP平臺(tái)概述
當(dāng)今，消費(fèi)者對(duì)無(wú)線通信服務(wù)的要求越來(lái)越高，單純的語(yǔ)音服務(wù)已被復(fù)雜的多媒體應(yīng)用所取代。而這些多媒體應(yīng)用的發(fā)展必然使信號(hào)處理的復(fù)雜度大大增加，從而使移動(dòng)終端軟硬件的復(fù)雜度提高，能量消耗加大。而且，消費(fèi)者在要求通信產(chǎn)品有更好功能的同時(shí)，還要求產(chǎn)品耗電量更低，體積更小。傳統(tǒng)的單處理器方案已經(jīng)不能滿足這些處理要求。為解決這些矛盾，德州儀器(TI)公司提出了一種很好的解決方案，即可擴(kuò)展開(kāi)放式多媒體應(yīng)用平臺(tái)――OMAP。從1998年開(kāi)始，TI先后推出了OMAP310、OMAP710、OMAP1510、OMAP1610、OMAP5910/12等處理器。由于OMAP系列處理器一直強(qiáng)調(diào)向上兼容性，所以系列之間的通用性很強(qiáng)，結(jié)構(gòu)變化不大，程序便于移植。

OMAP在一塊硅片上無(wú)縫地集成了一個(gè)以ARM精簡(jiǎn)指令處理器(RISC)為核的軟件子結(jié)構(gòu)，以及一個(gè)高性能、超低功耗的TlTMS320C55x系列數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)，且為二者開(kāi)辟了共享的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，以方便數(shù)據(jù)交換。其能高效地處理多媒體信號(hào)，實(shí)時(shí)解碼數(shù)據(jù)流，例如，處理MP3格式的音頻流和MPEG4格式的視頻流，而消耗的功率比最好性能的RISC處理器還要小很多。在OMAP結(jié)構(gòu)中，RISC處理器主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制，包括運(yùn)行操作系統(tǒng)、界面控制、網(wǎng)絡(luò)控制和DSP數(shù)據(jù)處理的控制等；DSP子系統(tǒng)則主要用來(lái)實(shí)現(xiàn)各種媒體數(shù)據(jù)的高效處理，包括文本、音頻、視頻等。

OMAP軟件結(jié)構(gòu)支持高級(jí)操作系統(tǒng)，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用編程接口(API)支持各種應(yīng)用開(kāi)發(fā)。TI獨(dú)特的DSP/BIOS允許開(kāi)發(fā)者在RISC和DSP之間優(yōu)化分割各項(xiàng)處理任務(wù)，在不增加功耗的前提下獲得更優(yōu)良的性能。這些獨(dú)特的性能使開(kāi)發(fā)者在使用OMAP時(shí)，可以將其看成一個(gè)單獨(dú)的RISC處理器。

OMAP硬件架構(gòu)
OMAP采用一種獨(dú)特的雙核結(jié)構(gòu)，把控制性較強(qiáng)的ARM處理器和高性能低功耗的DSP核結(jié)合起來(lái)，是一種開(kāi)放式的、可編程體系結(jié)構(gòu)。以O(shè)MAP5910為例，它集成了ARM925和TMS320C55x處理器，對(duì)于一些運(yùn)算量大的實(shí)時(shí)信號(hào)，例如，圖像、視頻、音頻數(shù)據(jù)，可以采用DSP進(jìn)行計(jì)算，而對(duì)于通信、外設(shè)控制等功能，則用ARM核來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而在功耗和復(fù)雜應(yīng)用之間建立了良好的平衡。利用不同的內(nèi)核(ARM和DSP)和硬件加速器的不同功能，根據(jù)功耗或性能的要求將一個(gè)算法映射到最佳的處理器引擎，并將相應(yīng)的電路打開(kāi)或關(guān)閉，從而進(jìn)一步節(jié)省了電能。DSP采用了復(fù)雜的指令，可在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行幾次數(shù)學(xué)運(yùn)算，而UISC結(jié)構(gòu)和指令集一般只允許每指令周期執(zhí)行一次運(yùn)算，所以DSP處理音視頻流比RISC芯片需要的時(shí)鐘周期少很多。