達芬奇（ＤａＶｉｎｃｉ）技術融合之勢

數字視頻技術的發展已經進入了一個全新的階段，對于數字媒體產品持續創新的需求越來越高，于是一個強大、穩定而靈活的數字媒體處理平臺便應運而生，而其核心離不開高速數字信號處理器(DSP)。DSP技術曾經在數字影像處理和高速視頻處理中發揮了重要的作用，而DSP芯片則使這些處理全面實現實時化，進而使產品化和產業化成為可能。德州儀器(T1)作為DSP的領先者，在這樣的進程中不斷創新，并將數字視頻處理技術及其應用推向一個又一個高峰。

在DSP歷史上，2005年9月9日應該將是個值得人們特別關注的日子。這一天在美國的紐約、在歐洲的阿姆斯特丹、在中國的北京，Tl正式向全球宣布推出達芬奇(DaVinciTM)，即目前最先進的面向新一代數字視頻產品的半導體技術。這是Tl在二十多年DSP發展歷程中的又一個頂峰，也開啟了“達芬奇效應”之先河，領導數字視頻創意的新潮流。“達芬奇”所包含的不僅只是一種芯片，同時還包含著豐富的相關軟件和工具．更蘊涵著深厚的開發理念和完善的調試手段。“達芬奇”所提供的極為強大和豐富的視頻處理性能和功能，可以使產商推出新款產品的時間大大縮短；而開發者則有如站在”大師”的肩膀上．可以自由發揮獨具特色的創意，推出更加新穎的數字媒體產品。

然而”達芬奇”的問世也并非一躇而就的，盡管對于有關芯片的開發TI歷時兩年．但是“達芬奇”的推出卻是TI在DSP處理器技術在二十多年時間里不斷融合的產物，也是TI在DSP影像應用厚積薄發的成果。這種融合還將繼續下去而可以成為數字視頻技術發展的主流．因為未來眾多的數字視頻產品本身就會融合多種技術。在這里回顧一下DSP在數字影像應用和視頻處理發展的歷程．應該對于進一步了解“達芬奇”會有更多的啟示。

DSP核心的演進

TI的DSP剛推出的時候可以每秒運算五百萬次指令(5MIPS)。已經有人在進行數字影像的采集，更多的人在期待能在圖象處理應用上有所突破。DSP并沒有辜負人們的期望．當它的性能不斷提高到1 00MIPS(每秒運算1億次指令)時，實現靜態數字影像沒有太大問題了，基于C5402就可完成數字相機解決方案。雖然在處理速度和分辨率上還不盡人意．但這畢竟是在數字影像產品的一個雛形。

隨后TI在數字影像平臺上全面出擊，在發展和提高TMS320C5x通用DSP處理能力的同時，開辟了TMS320C4x通用影像處理平臺，以及TMS340系列專用影像處理器，并得到客戶積極的響應。作為一個里程性產品，TI所推出的多核心TMS320C80曾在業界引起轟動．一經推出就有客戶用于會議電視和數字電視項目開發。然而，由于其成本較高、開發復雜，一時難以推廣。不過此時Tl已在進行戰略調整，并著眼于未來的發展。

1997年TI首推的TMS320C6201是一顆內部具有八個并行運算單元的單片DSP．其性能達到1600MIPS(每秒運算1 6億次指令)。當時業界更多是慨嘆其運算速度成一個數量級的提高，但對起前景卻似乎并未過于關注。而經過兩年的時間，TI已經全面完善了該平臺和開發基礎，此后C6000系列DSP在數字影像中的應用就如雨后春筍，成長迅猛。在C6000平臺上優化存儲器結構和外圍接口之后，基于具有雙級高速緩存(Cache)的C621 1的網絡攝像機解決方案出現了；基于具有PCI接口的C62O5的單通道和多通道的MPEG4數字視頻壓縮卡也出現了。在高速的C6416推出之后．性能首先突破每秒運算4 8億次指令的4800MIPS，可以勝任各種復雜的高質量實時數字視頻編解碼的工作。此后．該性能的記錄還在不斷被刷新，達到8000MIPS。

正是TI在DSP的體系結構、技術工藝和基礎支持上的不斷創新，才使得DSP在數字影像上的應用的道路越走越寬廣。“達芬奇”所具有的一顆強勁的心，就是C64x的核心。

DSP結構的創新

在Tl的DSP發展中有一個重要的里程．就是雙核心處理平臺的應用，其實這就是一種單片系統(SoC)．只是在這個方向上Tl開拓了更新的方向。眾所周知，T1支撐了數字移動電話的半邊天，而其中的核心就是DSP與ARM的集成平臺。這種平臺也成為Tl最重要的一個經典平臺，并且直接導致數字影像DSP的推出和發展。

Tl采用通用DSP實現數碼相機解決方案之后，又通過大量的工作推出了單片數碼相機處理平臺DSC21，并不斷完善到DSC25，還有DM270和DM320，進而形成了獨具特色的便攜式數字媒體處理平臺。該平臺即有C54x核心，也有ARM核心，并集成了視頻處理協處理器，還有多功能視頻單元和豐富的數據接口。DM270曾經作為年度最成熟的便攜式數字媒體處理單片系統，已在數碼相機、數字DV攝像機、個人媒體播放器(PMP)、拍照手機中大量采用等。新一代DM320平臺升級到ARM9并提升了視頻協處理器性能，其應用將更加廣闊。

面向移動多媒體的應用，TI構建了開放式多媒體應用OMAP，并為業界所關注，世界級領導廠商紛紛以之為2．5G和3G的數字媒體處理平臺。為更大幅度地提高性能，TI在2003年宣布推出OMAP2，其中的最大特色在于集成了視頻處理協處理器，可以實現“掌上影院”功能。為OMAP平臺的推進中，Tl積累了從芯片平臺到底層軟件，再到應用軟件應用方面的經驗。

2004年10月Tl在全球舉辦了名為“Toy Tour 2004”的數碼精品巡展，其中中國站選在北京。許多媒體朋友驚奇地發現所展示的大都是流行并熱銷的最新數碼產品，核心全都是TI的DSP。此次巡展可稱為TI在IT界的一次”數碼玩具總動員”，雖然展示的只是部分產品，但卻代表著TI的DSP在數字消費類領域所獲得的巨大成功。DSP在數字無機中的應用，已使其定位由通信和網絡等高端應用轉移到消費者，而在數字消費類中的普及，則可以使DSP更貼近消費者。

“達芬奇”的基礎就是單片系統，沿用了DSP和ARM的雙處理器結構，只是這里的0SP是優化的C 64 x核心，而處理器是高性能ARM9。由此而繼承的不僅是硬件的結構，還有與之相關的成熟的軟件系統。

DSP集成和再集成

眾所周知，集成電路的妙處就是要在單一芯片中集成進更多的單元，對于DSP也存在集成問題。TI在2003年推出的新型數字媒體處理器TMS320DM642就是在一個具有4800MIPS速度DSP上又集成三個高性能雙向視頻接口以及豐富的數據和網絡接口，并以高性能和低功耗很好地滿足數字視頻應用的需要。在這樣一個集成的過程中，軟件完全可以移植甚至直接沿用。其實TI早在加緊開發DM642的時候，就已由第三方推出由C6416擴展視頻、網絡等多種接口的網絡視頻評估開發系統NVDK，這就為相關的系統開發鋪平了道路。所以DM642芯片一推出就通過各種測試，其應用系統的可行性就不容置疑。TI同時推出的DM642評估板附帶多種格式視頻編解碼演示軟件包使廣大客戶能夠迅速地著手設計．大大簡化和開發難度，有效地縮短了開發周期。DM642可以共享TI流行最廣的CCS集成開發環境，可最大限度地利用C6000平臺的資源．對于許多工程師開發起來有輕車熟路的感覺。

“再集成”是什么意義呢？“達芬奇”本身就是一個答案。“達芬奇”技術是一款針對數字視頻應用而精心定制的DSP解決方案．可為視頻設備廠商簡化設計并加速產品創新提供集成的處理器、軟件與工具。正如Tl為其無線移動電話客戶所提供的解決方案那樣，達芬奇將使數字視頻設計人員能夠選擇適合自己特定需求的信號處理器，然后還可從眾多的選擇中挑選出即可生產型軟件，從而大幅加速產品的上市與創新進程。

融合了各種DSP特色的“達芬奇”是一個具有更高集成度的通用數字媒體處理平臺，是一項重要的數字信號處理技術，能夠促進新型數字視頻應用市場的增長并使現有應用更加簡單易用。“達芬奇”從融合中來，又將引領新的融合浪潮，加快面向通信及娛樂時代的創新步伐。