基于ADSP-BF561的寬帶信息終端設(shè)計(jì)

隨著家電、通信、消費(fèi)電子“3C”合一的大趨勢(shì)，基于IP寬帶網(wǎng)絡(luò)的IPTV系統(tǒng)逐漸成為熱點(diǎn)。IPTV(Internet Protocol TV or Interactive Personal TV)也叫交互式網(wǎng)絡(luò)電視，是利用寬帶網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施，一般以IP機(jī)頂盒作為主要終端設(shè)備，集互聯(lián)網(wǎng)、多媒體、通信等多種技術(shù)于一體，通過(guò)IP協(xié)議向家庭用戶提供包括數(shù)字電視在內(nèi)的多種交互式數(shù)字媒體服務(wù)的嶄新技術(shù)。

　　本文提出并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一種基于Blackfin BF561的寬帶信息終端。該終端采用目前計(jì)算機(jī)領(lǐng)域最為活躍的嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，以高性能DSP處理器和嵌入式Linux操作系統(tǒng)為核心，對(duì)寬帶信息終端進(jìn)行設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)。

　　該寬帶信息終端實(shí)際上是一款低端的IPTV機(jī)頂盒，可為用戶提供互聯(lián)網(wǎng)信息瀏覽和流媒體視頻播放服務(wù)。該終端在國(guó)內(nèi)電信運(yùn)營(yíng)商現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)條件(主要是網(wǎng)絡(luò)帶寬)下，能夠呈現(xiàn)比較理想的媒體播放效果。

　　該終端已經(jīng)成功商用，在四川電信的農(nóng)村信息化工程中得到批量采購(gòu)。目前，依托四川電信部署的農(nóng)村綜合信息內(nèi)容平臺(tái)，已有數(shù)千臺(tái)該款寬帶信息終端推廣到四川各地農(nóng)村使用。

　　2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

　　基于DSP的寬帶信息終端的系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理如圖1所示，uClinux操作系統(tǒng)、音視頻解碼、各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、嵌入式瀏覽器、流媒體播放器、圖形用戶界面均由BF561處理，通過(guò)PPI、SPORT、UART等多種通訊接口，和外接外圍器件進(jìn)行連接。

　　Blackfin BF561是Analog Devices公司近年針對(duì)高端多媒體應(yīng)用推出的雙核DSP處理器。BF561作為對(duì)稱(chēng)多處理器(SMP)器件，它的每一顆內(nèi)核都有自己的高速L1指令和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，同時(shí)兩顆內(nèi)核共享128KB的L2存儲(chǔ)器。每顆內(nèi)核都能訪問(wèn)多種外設(shè)，包括視頻接口、串口和定時(shí)器等。[2] 此外，Blackfin處理器還擁有高性能處理器內(nèi)核、高帶寬DMA性能、專(zhuān)為增強(qiáng)視頻處理定義的指令集、高效控制處理、分層存儲(chǔ)器、動(dòng)態(tài)電源管理等特性。

　　在設(shè)計(jì)中，采用BF561的一顆內(nèi)核處理所有“MCU型”任務(wù)，例如圖形重疊、網(wǎng)絡(luò)管理和流程控制，同時(shí)運(yùn)行uClinux操作系統(tǒng)；另一顆內(nèi)核則執(zhí)行主要的DSP功能。我們將MP3音頻解碼也置于處理“MCU型”任務(wù)的那顆內(nèi)核中，而另一顆內(nèi)核則只進(jìn)行MPEG4視頻解碼處理。[4]

圖1 基于DSP的寬帶信息終端系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理圖

　　下面從視頻流程、音頻流程、網(wǎng)絡(luò)通訊對(duì)系統(tǒng)主機(jī)進(jìn)行描述。

　　2.1.1 視頻信號(hào)的再現(xiàn)

　　從網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖镜氐囊曨l信號(hào)（視頻、文本），經(jīng)過(guò)以太網(wǎng)控制器的信號(hào)處理，通過(guò)總線輸入到BF561，經(jīng)過(guò)MPEG4解碼器處理成ITU656格式，再經(jīng)過(guò) DAC轉(zhuǎn)換成CVBS或Y/C信號(hào)，在電視上顯示，從而實(shí)現(xiàn)了視頻圖像的重現(xiàn)。DAC采用Analog Devices公司的ADV7179KCP芯片。

　　2.1.2 音頻信號(hào)的拾取和再現(xiàn)

　　從網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖镜氐囊纛l信號(hào)（MP3），經(jīng)過(guò)以太網(wǎng)控制器的信號(hào)處理，通過(guò)總線輸入到BF561，經(jīng)過(guò)MP3解碼器處理成ITU656格式，再經(jīng)過(guò) DAC轉(zhuǎn)換成模擬音頻信號(hào)，在電視上實(shí)現(xiàn)重放。DAC采用WOLFSON公司的WM8731S芯片。[5]