用于便携式多媒体SoC的视频处理方案

视频协处理器——多标准视频引擎

视频协处理器以可编程的方式支持不同的视频标准，通常执行解码和编码处理。基于视频协处理器的架构规模通常比基于硬件加速器的规模要大(40~50万门用于视频协处理器)。但是，视频协处理器在支持多视频标准时有较大的应变能力。

对于视频协处理器来说，基本上有以下两种不同的模型：

1. 混合模型。由专用的CPU和附加的硬件模块一起构成视频协处理器，实现视频加速功能；

2. 专用视频核。一种多标准视频引擎。该方案比混合模型效率高，不过视频核(与前种模型不同)没有任何CPU的功能，因而只能进行视频处理。

图2是面向SoC的一个推荐架构，它包括一个执行编解码功能的视频处理器、一个用于音视频处理的DSP引擎和一个实现音视频间同步以及其它常见任务和系统任务的CPU。

图2：采用视频协处理器的系统架构示意图。

采用视频协处理器的主要优点为：

1. 支持多标准。支持多种视频编解码格式而无需硬件扩展；

2. 可升级性。同一平台可支持不同的分辨率和帧率；

3. 规模。该方案的规模通常位于硬件加速和专用处理器之间；

4. 缺陷修复。与硬件加速器不一样，该方案可以通过软件升级来隔离缺陷(不需要重新流片)。

但是，该方案也存在如下缺点：

1. 无语音处理能力。该方案专门用于视频处理，不包括音频处理和音视频同步的硬件支持(例如TDM端口、面向音频的操作等)；

2. 存储器专用。视频协处理器所用的存储器不能够用于SoC中除视频处理以外的其它任何操作；

3. 编程复杂。采用混合模型的系统包括两个CPU(不一定是同一类型)，因而带来了为使它们一起工作而如何编程的问题(整合、数据流以及通讯协议等)；

4. 只能处理视频。视频协处理器不能执行SoC中的其它任何任务；

5. 不支持未来的视频标准。视频协处理器是为特定的视频标准而设计的，新标准需要额外的视频资源。

通用处理器(DSP/RISC)——真正的多任务引擎

通用处理器是一种可编程的方案，能够在同一个硬件平台上并行支持多种应用。当选择通用处理器时，系统集成商主要有两种选择，即DSP核和RISC核。对于RISC核，由于缺乏运算功能、存储器带宽有限以及缺少面向视频的指令，因而不太适合执行视频处理或其它复杂的数学运算任务。例如，当对以D1分辨率编码的视频(如H.264)进行解码时，对于一个32位的RISC核来说，所需的处理能力可能是一个双MAC DSP(如CEVA-X1620)的10倍。

就规模来讲，一般通用处理器所需的门数要比前两种多。但是，系统中这样的处理器可以复用，可以在并行执行基带处理任务、定位(GPS)或管理蓝牙连接的同时，对其它任意数据流进行解码或编码。

图3和图4给出了采用通用处理器的SoC推荐架构。

图3：采用带CPU的通用DSP系统架构示意图。

图4：采用不带CPU的通用DSP系统架构示意图。

在其中一种配置中包括一个通用处理器。图3中包括一个用于多媒体处理的DSP和一个用于日常工作和系统任务的CPU。而图4则只有一个单处理器(带有RISC能力的DSP)，该处理器执行多媒体处理和CPU的日常工作。