基于TMS320DM6446的數字電影放映終端

韓哲鑫　伍爽

摘 要 數字電影正以其高清晰的畫面、放映的穩定性、節約成本又利于環保、以及傳輸過程中質量的可靠性等特點，得到了廣泛的認可。本文提出一種基于TI公司的DM6446的小型數字電影放映終端的設計方案。

關鍵詞 TMS320DM6446 數字電影

中圖分類號：TN919 文獻標識碼：A

0引言

隨著科技的進步，數字電影已經走進人們的生活。但由于現有的數字電影流動系統成本昂貴，難以普及。因此，就需要設計一種小型、低成本的數字電影放映終端。

本文選用TI公司達芬奇系列的DM6446作為處理器。DM6446集成了高速C64XDSP處理器和ARM926EJ-S處理器，兩種處理器可以協同工作。而且與以前的DM64x系列相比較，擁有更加豐富的外圍接口，簡化了接口電路的設計。使用該芯片可以保證系統的體積功耗較小，實時性、靈活度較高。

1系統組成結構結構

數字電影放映系統由投影儀、數字電影終端、PC機以及局域網組成。除數字電影終端外，全部立足現有設備。

DM6446由內部結構和外設模塊組成，內部結構分別由ARM子系統、DSP子系統、視頻處理子系統控制構成。ARM子系統采用ARM926EJ-S作為內核，具有300MHz。DSP子系統采用TMS320C6446作為處理器，支持32/64位數據；視頻處理子系統由VPFE，VPBE組成。同時DM6446具有強大的外設支持能力。TMS320C6446芯片開發的軟件支持也是一大特色，配備高效c編譯器，因此，絕大部分程序可以使用 c語言來編寫，增加了程序的可移植性。

本播放終端是一個嵌入式系統，是以計算機技術為基礎的軟硬件結合的專用系統，整個系統按分層結構設計：

（1）應用層：圖形用戶界面設計、媒體文件播放；

（2）圖形系統層：Microwindows；

（3）操作系統層：Montavista Linux

（4）驅動層：以太網、IDE、顯示、USB2.0、遙控器等；

（5）基于DM6446的硬件平臺。

2軟件設計

軟件系統由兩部分組成：系統平臺、媒體播放程序。系統平臺包括：Montavista Linux操作系統、Microwindows圖形系統。媒體播放程序包括：音視頻處理、播放和輸出。

2.1 MontaVistaLinux操作系統

MontaVistaLinux專業版開放源代碼，是一個健壯并且功能強大可以滿足各類應用要求的操作系統。專業版（Pro）擴展的內核和用戶空間與標準的Linux內核的完美結合，實現了用戶所需要的功能和特性。MontaVistaPro4.0內核版本為Linux2.6.l0，可搶占內核（pre一emptible Kemel）技術明顯降低了內核的延遲和抖動，保證了150微妙以內的系統最壞響應時間（即內核搶占延遲時間），通過引入0（l）調度、支持標準IEEE1003.bposLxAPI的高精度時鐘（HRT，High Resolution Timers）、基于線程的中斷處理（使能調度和優先級）、高速實時域（FRD，Fast Real-timeDomaln）函數庫等多種技術來達到實時性的最佳表現；使用HRT，編程人員能實現微秒級精度的基于時間、事件驅動的新算法，減少作CPU時鐘周期的輪詢和空循環的時間開銷。

2.2 Microwindows圖形系統

Microwindows是一種輕量級的GUI，具有輕型、占用資源少、高可靠性的特點。Microwindows是一個非常適合于工業控制實時系統以及嵌入式系統的可定制的、小巧的圖形用戶界面支持系統。Microwindows是一種分層設計的架構。最底層是一組屏幕、鼠標/觸摸屏、鍵盤的抽象接口，不依賴任何特殊的硬件。中間層是可移植的圖形引擎。最高層是各種API，供圖形應用程序調用。

3解碼原理

H.264/AVC標準是由ITU2T和ISO/IEC聯合開發的，定位于覆蓋整個視頻應用領域，包括低碼率的無線應用、標準清晰度和高清晰度的電視廣播應用、Internet上的視頻流應用等。H.264不僅應用十分廣泛，其本身的特性也比其它標準先進許多。H.264具有先進的運動估計： H.264采用了空域內的幀內預測，增加了參考幀的數目，使預測更為準確。采用H.264的主檔次，支持碼流500Kbps-3Mbps，實現完整D1的DVD視頻質量，音頻解碼支持AAC5.1/MP3標準。除此之外，還可支持MPEG-2、MPEG-4、MWV9的音視頻解碼。

解碼采用的是幀內預測的方法，利用已經解碼的圖像做參考，從解碼的圖像預測出下一幅圖像，盡量保證解碼后圖像與源圖是一樣的，這樣這個編解碼過程是無損的，否則是有損的?？梢哉f解碼器的實現和編碼器的重構機制是一樣的。數字電影終端把收到的電影數據放入片內高速SRAM中，DM6446對導入數據進行解碼，而后將解碼出來的原始的未壓縮的數字碼流轉換成DVI信號送到投影儀上播放出來。

4操作與管理

Linux操作系統對一般人來說較陌生、不便使用，因此我們全部采用遠程登陸的辦法進行通信、控制，這樣使用者只需要開機，而后進入的圖形界面會像使用windows一樣完成各種操作。

我們在服務器端建立NFS共享文件系統，所有終端全部通過局域網以TFTP的方式登陸到服務器。開機后，終端發送bootp廣播信號，服務器接收到后建立連接，終端把服務器上內核鏡像下載到SDRAM的03060000地址，完成內核加載任務。進入圖形操作界面后，即可播放數字電影。

5結論

基于現有局域網的數字電影播放終端，可以通過局域網完成遠程控制、管理，不僅方便了使用也充分利用了現有設備，達到節約成本的目的。DM6446的雙核構架在應用上又得到了充分發揮。

參考文獻

[1] 黃加紅，鄭靈翔.嵌入式Linux圖像用戶界面實現[J].廈門大學學報（自然科學版），2005（44）：45-47.

[2] TI，TMS320DM6446 Digital Media System-on-Chip（Rev.E），SPRS283[DB/OL].www.ti.com，2006.