基于Davinci的有线接收高清晰度电视机顶盒软件设计与开发

论文摘要

数字高清晰度电视（HDTV）信源解码器最常用的实现方案是基于专用芯片,专用芯片的优点是功能强,技术成熟,产品开发周期短,缺点是大多只针对特定的功能,缺乏高度的灵活性和广泛的适应性。特别是由于我国集成电路设计技术和工艺落后,只能使用国外专用芯片,这就使得我们的产品没有自己的知识产权。DSP（DigitalSignalProcessor,数字信号处理器）自问世以来,获得了蓬勃的发展,在其计算能力所及的许多领域已将专用芯片淘汰。随着DSP处理能力和速度的不断提高,使用通用DSP实现整个HDTV信源解码器是完全可能的。TI提出了达芬奇技术这一创造性的概念,使基于一片通用DSP实现HDTV信源解码器及机顶盒成为可能,首推的达芬奇处理器是TMS320DM6446。DM6446芯片内部集成了一个C64X+（594MHZ）DSP核和一个ARM926EJ-S（297MHZ）核,峰值运算能力达到4752MIPS,并且集成了丰富的片上外设、专用的视频处理子系统和协处理器,其运算能力已经完全达到实时解码高清的要求。在达芬奇技术强大的支持下,TMS320DM6446成为我们实现基于通用DSP的有线接收高清晰度电视机顶盒的首选。本论文研究的是“基于Davinci技术的有线接收高清晰度电视机顶盒”的软件开发部分的工作,以TMS320DM6446为核心处理器,运行Linux操作系统,实现了系统控制、TS流解复用、高清晰度（1080I,720P）和标准清晰度（720×576）MPEG-2视频解码、MPEG-2和AAC音频解码等功能,系统具有OSD功能,支持多种格式模拟（YPbPr、CVBS、VGA）和数字（DVI）视频输出。另外,本系统还具有视频采集功能,可实现多种D1级别的视频编码功能,包括MPEG-2、H.264等,并在此基础上移植并优化了AVS视频解码器。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 高清晰度电视
• 1.2 数字高清晰度电视信源解码器
• 1.3 Davinci 数字多媒体技术概述
• 1.3.1 Davinci 技术
• 1.3.2 Davinci 多媒体芯片 TMS320DM644X
• 1.3.3 Davinci 技术及其芯片应用和开发前景
• 1.4 本论文的任务与结构
• 第二章 基于Davinci 技术的高清电视机顶盒硬件系统
• 2.1 基于Davinci 技术的多媒体芯片架构
• 2.1.1 TMS320DM6446 的特点
• 2.1.2 TMS320DM6446 结构框架
• 2.1.3 ARM 子系统
• 2.1.4 TMS320C64X+DSP 子系统
• 2.1.5 视频处理子系统（VPSS）
• 2.1.5.1 视频处理前端
• 2.1.5.2 视频处理后端
• 2.1.6 VICP 模块
• 2.1.7 外部存储器接口
• 2.1.8 外围控制模块
• 2.2 硬件系统的总体设计
• 第三章 基于Davinci 技术的高清电视机顶盒软件系统
• 3.1 DM6446 的软件框架
• 3.2 ARM 端内核开发
• 3.2.1 设备驱动程序介绍
• 3.2.2 字符设备驱动程序的开发
• 3.2.2.1 字符型设备驱动的框架
• 3.2.2.2 Framebuffer 的驱动程序
• 3.2.3 文件系统开发
• 3.2.4 内核裁减
• 3.3 ARM 端应用程序
• 3.3.1 线程介绍
• 3.3.2 Linux 下的多线程编程
• 3.3.3 Codec Engine 的介绍
• 3.3.4 高清解码应用程序
• 3.4 解复用及TUNER 前端
• 3.4.1 解复用
• 3.4.2 TUNER 前端
• 第四章 AVS 视频解码在 DM6446 上的移植与优化
• 4.1 AVS 的核心技术分析
• 4.1.1 帧间预测
• 4.1.2 帧内预测
• 4.1.3 变换量化
• 4.1.4 熵编码
• 4.1.5 去块效应环路滤波
• 4.2 AVS 解码器的移植
• 4.3 AVS 解码器的优化
• 4.3.1 编译器优化
• 4.3.2 Cache 的使用
• 4.3.3 数据结构的精简和优化
• 4.3.4 C 语言优化
• 4.3.5 线性汇编优化
• 4.4 解码器最终的性能
• 第五章 总结
• 5.1 系统的性能指标
• 5.2 本人完成的主要工作
• 5.3 后续工作展望
• 参考文献
• 发表论文和科研获奖情况说明
• 致谢