帮您快速入门 TI 的 Codec Engine
德州仪器半导体技术(上海)有限公司 通用DSP 技术应用工程师 崔晶
德州仪器(TI)的第一颗达芬奇(DaVinci)芯片(处理器)DM6446已经问世快三年了。继DM644x之后,TI又陆续推出了DM643x,DM35x,DM6467,OMAP353x等一系列ARM+DSP或ARM+视频协处理器的多媒体处理器平台。很多有很强DSP开发经验或ARM开发经验的工程师都转到达芬奇或通用OMAP(OMAP353x)平台上开发视频监控、视频会议及便携式多媒体终端等产品。大家都面临着同一个问题,那就是如何实现ARM和DSP或协处理器的通信和协同工作?TI的数字视频软件开发包(DVSDK)提供了Codec Engine这样一个软件模块来实现ARM和DSP或协处理器的协同工作。有很多工程师反馈这个软件模块非常好用,节省了很多开发时间,也有工程师认为TI提供的资料太多,不知如何快速上手。本文将从一个第一次接触Codec Engine的工程师角度出发,归纳TI提供的相关资源(文档,例程和网络资源)并介绍相关开发调试方法帮您快速入门Codec Engine。
1.Codec Engine概述
如图1所示,Codec Engine是连接ARM和DSP或协处理器的桥梁,是介于应用层(ARM侧的应用程序)和信号处理层(DSP侧的算法)之间的软件模块。ARM应用程序调用Codec Engine的VISA (Video, Image, Speech, Audio)API,如图1中VIDENC_process(a, b, c )。Codec Engine的stub (ARM侧)会把参数a, b, c以及要调用DSP侧process这个信息打包,通过消息队列(message queue)传递到DSP。Codec Engine的skeleton(DSP侧)会解开这个参数包,把参数a, b, c转换成DSP侧对应的参数x, y, z(比如ARM侧传递的是虚拟地址,而DSP只能认物理地址),DSP侧的server(优先级较低,负责和ARM通信的任务)会根据process这一信息创建一个DSP侧的process(x, y, x)任务较终实现VIDENC_process(a, b, c)的操作。
图1 达芬奇软件结构框图
2.Codec Engine入门第一步,从Codec Engine发布说明文档(release notes)开始
图2 Codec Engine 1.20 Release Notes截图
3.Codec Engine入门第二步,了解Codec Engine的运行环境及依赖的软件模块和工具
点击Codec Engine的发布说明文档 (如图2)的Validation Info,我们可以知道Codec Engine 1.20需要和以下软件模块和工具配合使用:
- Framework Components 1.20.02
- xDAIS 5.21
- XDC Tools 2.93.01
- DSP/BIOS Link 1.40.05, configured for the DM6446 EVM
- C6x Code Generation Tools version 6.0.8
- DSP/BIOS 5.31.05
- MontaVista Linux v4.0
- Red Hat Enterprise Linux 3 (SMP)
因此,我们需要在该Codec Engine安装的DVSDK文件包下面检查上面提到的软件模块和工具是否安装,版本是否正确。否则,可能会编译不过 Codec Engine的例子。那么,什么是 Framework Components,什么是xDAIS,什么又是XDC Tools呢?你可以分别到它们的根目录下浏览它们各自的发布说明文档,做一个总体的了解。
这里我们简单介绍一下,可以帮助大家尽快找到和自己相关的重点及资源。
1)Framework Components是TI提供的一个软件模块,负责DSP侧的memory 和DMA资源管理。因此,DSP算法工程师需要了解这个软件模块。
http://tiexpressdsp.com/wiki/index.php?title=Framework_Components_FAQ
http://wiki.davincidsp.com/index.php?title=Changing_the_DVEVM_memory_map5)C6x Code Generation Tools是Linux环境下C6000系列DSP的编译器。我们用CCS开发DSP时都是用的Windows环境下的DSP编译器。6)DSP/BIOS是TI 免费提供的DSP实时操作系统。和上面C6x Code Generation Tools一样,这里的DSP/BIOS也是Linux环境下的版本。DSP系统工程师需要了解这个操作系统。http://tiexpressdsp.com/wiki/index.php?title=Category:DSPBIOS
4.Codec Engine入门第三步,根据自己的角色参考相关的文档和例子进行开发
开发ARM+DSP平台需要三类工程师:ARM应用程序工程师、DSP算法工程师和DSP系统工程师。而开发ARM+协处理器平台只需要ARM应用程序工程师。下面就让我们针对这三类工程师做分别介绍。如果您使用的是TI或TI第三方的编解码算法,就不需要关注DSP算法工程师的部分。如果使用ARM+协处理器平台,就只需关心ARM应用工程师的部分。
4.1 DSP算法工程师应该如何着手?
这里我们不讨论如何开发DSP算法,只讨论DSP算法工程师怎样让自己的算法可以被ARM通过Codec Engine调用。(参考http://www.ti.com/litv/pdf/sprued6c,这个文档会讲到codec package及相关的.xs和.xdc文件,Codec Engine1.20及以上版本的用户可以先不细究这些内容,后面会介绍工具帮您自动生成这些文件。)
1)熟悉xDAIS和xDM标准。
xDM只是xDAIS的扩展,因此,需要先了解xDAIS。在xDAIS 软件包根目录下的发布说明文档里,可以很快找到关于xDAIS和xDM的文档链接。
http://focus.ti.com/lit/ug/spruec8b/spruec8b.pdf
在xDAIS安装路径下的examples/ti/xdais/dm/examples/g711有一个g711_sun_internal.c,这个算法不符合xDAIS标准。在同一个路径下的g711dec_sun_ialg.c (decoder)和g711enc_sun_ialg.c (encoder)是封装成符合xDM标准之后的编解码算法。可以通过这个例子学习和了解如何把自己算法封装成符合xDM标准的算法。
xDAIS 6.10及其以后的版本,包含了一个工具QualiTI,可以检查您的DSP算法是否满足xDAIS标准(但不会检查是否满足xDM)。具体请参考:
在Framework Components 软件包根目录下的发布说明文档里,可以很快找到相关文档的链接。在Framework Components安装路径下packages\ti\sdo\fc\dman3\examples有一个Fast Copy的例子,可以帮您理解如何基于Framework Components的ACPY3模块实现QDMA的操作。
另外,有些用户DSP侧的算法比较简单,在确保不和ARM侧EDMA资源冲突的前提下在算法里直接操作EDMA不使用DMAN3也是可以的。这样做的弊端是和其它算法做整合时会遇到资源使用冲突的问题。
4.2 DSP系统工程师应该如何着手?
通常DSP算法工程师都会把自己的符合xDM标准算法编成一个.lib文件(或 .a64P),供DSP系统工程师调用。DSP系统工程师较终build出一个DSP Server(也就是DSP的可执行程序.x64P,和CCS下编译生成的.out类似)。(参考http://focus.ti.com/lit/ug/sprued5b/sprued5b.pdf,这个文档会讲到.xdc和.bld等文件,Codec Engine1.20及以上版本的用户可以先不细究,后面介绍工具帮您自动生成这些文件。)
1)如果现在有一个.lib文件(或 .a64P)(算法必须符合xDM标准),如何生成自己的DSP Server呢?下面URL有详细的关于RTSC Codec and Server Package Wizard工具介绍,教您如何把一个.lib文件封装成RTSC Codec 包和RTSC DSP Server包,并较终build出DSP的可执行程序.x64P。
http://wiki.davincidsp.com/index.php?title=RTSC_Codec_And_Server_Package_Wizardshttp://wiki.davincidsp.com/index.php?title=I_just_want_my_video_codec_to_work_with_the_DVSDK2)如果您使用的是Codec Engine 1.20以前的版本,请参考Codec Engine安装路径下examples/servers/video_copy这个例子。这时就需要搞清楚sprued6c.pdf和sprued5b.pdf中提到的.xdc和.xs等文件的功能,也可以在video_copy中的相关文件的基础上修改手动创建出自己的RTSC Codec包和RTSC DSP server包。3)创建好RTSC Codec 和RTSC DSP Server包之后,就是如何build出.x64P的问题了。点击图2所示的Examples,就可以找到build Codec Engine例子的说明文档的链接。按照这个文档做一遍后,就可以对如何build Codec Server有一个清楚的了解。其中关键是修改user.bld和xdcpaths.mak文件,设置Codec Engine依赖的其它软件模块和
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