一種新穎的多媒體SoC芯片

一種新穎的多媒體SoC芯片

摘要：韓國ADChips公司推出的內嵌32位微處理器的多媒體芯片VirgineG2，集視頻、音頻處理為一身，內部包括1個基于三維圖形算法的二維圖形加速器，還嵌入了1個32通道的8/16位音頻引擎，以及視頻DAC、DRAM控制器、DRAM控制器、DMA、定時器、雙串口等多種外設。本文就韓國ADChips公司的多媒體處理芯片VirgineG2的結構和使用的方便性作一些分析。

關鍵詞：嵌入式EISCCPU圖像加速器音頻引擎

PC內部是由CPU、主板、顯示卡、聲卡等一系列器件組成的，體積大、功耗高。在嵌入式應用中對體積和功耗有嚴格限制，需要一種集CPU、顯示和聲卡于一身的芯片。韓國ADChips公司適時推出了一款內嵌32位微處理器的多媒體芯片VirgineG2，使得外部電路的設計變得非常簡便。

1芯片結構

芯片的結構如圖1所示，主要由CPU、2D圖像加速器、音頻引擎及周邊外設組成。

32位微處理器EISCSE3208

VirgineG2芯片中內嵌的EISCCPU--SE3208是該公司自主版權的32位CPU，內含2路4KB的Cache,最大頻率為45MHz。

可擴展的指令集計算機EISC基于RISC，使用精簡指令集，指令運行為單時鐘周期；但是它融合了CISC的優(yōu)點，即代碼密度非常高。它體積小，功能卻很強大，非常適用于作為嵌入式的MCU。

EISCCPU使用定長的16位指令，操作數(shù)可以靈活擴展為16/32/64位，這是通過擴展寄存器和擴展指令實現(xiàn)的；EISCCPU的程序代碼小，并且向上兼容，16/32/64位EISCCPU的代碼可以通用，方便升級；EISCCPU全部使用C/C++語言進行開發(fā)。

基于3D的2D圖形加速器

芯片的圖像加速器最高工作在90MHz。CRT控制器支持NTSC/PAL及SVGA顯示，還支持和外部電視信號的疊加，每行最大1024個像素，16bit彩色模式；支持紋理和實時貼圖、透明和α變換、圖像旋轉和放大/縮小等，如圖2所示。

貼圖性能：每秒處理580個對象。

最大外接視頻存儲器：8MBDRAM，最大外接紋理存儲器：8MBDRAM。

貼圖原理與Windows的DirectX兼容，簡介

①在texturememory中放在texturememory中的剩余空間。

②每一個命令包有64B,因此共有2048個命令包，并且構成循環(huán)隊列。

③在framemomory中有前后緩沖區(qū)，用戶設置即即可。

④貼圖的過程為：a.命令包1,2,3,4,5，……，將圖片貼在后緩沖區(qū)中，可以有覆蓋、透明、半透明方式，并可以縮放和旋轉，由圖像加速器自己合成一張整幅圖像，這時并不顯示。b.執(zhí)行一條FLIP指令，前后緩沖區(qū)交換，圖像顯示出來，之前發(fā)出的命令包被舍棄。c.重復過程a,b，……，可實現(xiàn)動畫的播放，過程與Windows的DirectX兼容，熟悉Windows動畫的人使用起VirgineG2來非常方便。

音頻引擎

VirgineG2支持8/16位最大的PCM格式的聲音，在Windows中即為Wav文件。聲音播放原理

①有32個通道可以同時播放。對應32個寄存器組，指明聲音的地址，播放方式。

②聲音數(shù)據(jù)一般放在framememory或texturememory中除了圖像外的剩余空間，最大可用4MB。

③播放長聲音文件時可以采用中斷方式分段放。

④每一個通道可以分別設置左右聲道的音量，用2個通道就可以播放立體聲，即一個通道播放左聲道，另一個通道同時播放右聲道。

⑤每個通道可以設置音效，如回聲、混響、panning等等。

其余外設

VirgineG2可大大簡化外部電路的設計。它含有32個/5V兼容的I/O口、DRAM控制器、2路DMA、4路定時器、2路串行通信器、看門狗、中斷控制器、PWM、PPM、2路光筆接口等，并內建RAMDAC和PLL電路。

由于圖像加速器和音頻引擎是獨立工作的，CPU只負責對它們的控制，因此CPU在空閑的時間里還可以處理其它任務，如JPEG、MP3、MPEG-1以及其它測量控制任務等等。

開發(fā)手段

采用Windows下的VIDE集成環(huán)境，使用C/C++語言，調用該公司提供的圖形/聲音庫即可。

仿真是采用在用戶目標板上內建仿真器的方案，即在目標板上運行一個監(jiān)控程序，用一個

串口和PC機通信，就可以在PC機上調試應用程序。

2應用介紹

下面以射擊/射箭運動模擬器為例介紹VirgineG2的應用，如圖3所示。系統(tǒng)方框如圖4所示。

在射擊/射箭運動中，用模擬搶上的光筆或箭靶上的傳感器來產(chǎn)生得分的原始數(shù)據(jù)，VirgineG2收到這些數(shù)據(jù)后將其變換成分值顯示在電視或顯示器上，同時播放效果聲音。傳統(tǒng)的設計是用PC機加上