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(guó)ADChips公司推出的內(nèi)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(nèi)部包括1個(gè)基于三維圖形算法的二維圖形加速器，還嵌入了1個(gè)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(shí)器、雙串口等多種外設(shè)。本文就韓國(guó)ADChips公司的多媒體處理芯片VirgineG2的結(jié)構(gòu)和使用的方便性作一些分析。

關(guān)鍵詞：嵌入式EISCCPU圖像加速器音頻引擎

PC內(nèi)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(yīng)用中對(duì)體積和功耗有嚴(yán)格限制，需要一種集CPU、顯示和聲卡于一身的芯片。韓國(guó)ADChips公司適時(shí)推出了一款內(nèi)嵌32位微處理器的多媒體芯片VirgineG2，使得外部電路的設(shè)計(jì)變得非常簡(jiǎn)便。

1芯片結(jié)構(gòu)

芯片的結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由CPU、2D圖像加速器、音頻引擎及周邊外設(shè)組成。

32位微處理器EISCSE3208

VirgineG2芯片中內(nèi)嵌的EISCCPU--SE3208是該公司自主版權(quán)的32位CPU，內(nèi)含2路4KB的Cache,最大頻率為45MHz。

可擴(kuò)展的指令集計(jì)算機(jī)EISC基于RISC，使用精簡(jiǎn)指令集，指令運(yùn)行為單時(shí)鐘周期；但是它融合了CISC的優(yōu)點(diǎn)，即代碼密度非常高。它體積小，功能卻很強(qiáng)大，非常適用于作為嵌入式的MCU。

EISCCPU使用定長(zhǎng)的16位指令，操作數(shù)可以靈活擴(kuò)展為16/32/64位，這是通過(guò)擴(kuò)展寄存器和擴(kuò)展指令實(shí)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(jí)；EISCCPU全部使用C/C++語(yǔ)言進(jìn)行開(kāi)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(hào)的疊加，每行最大1024個(gè)像素，16bit彩色模式；支持紋理和實(shí)時(shí)貼圖、透明和α變換、圖像旋轉(zhuǎn)和放大/縮小等，如圖2所示。

貼圖性能：每秒處理580個(gè)對(duì)象。

最大外接視頻存儲(chǔ)器：8MBDRAM，最大外接紋理存儲(chǔ)器：8MBDRAM。

貼圖原理與Windows的DirectX兼容，簡(jiǎn)介

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

②每一個(gè)命令包有64B,因此共有2048個(gè)命令包，并且構(gòu)成循環(huán)隊(duì)列。

③在framemomory中有前后緩沖區(qū)，用戶(hù)設(shè)置即即可。

④貼圖的過(guò)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(zhuǎn)，由圖像加速器自己合成一張整幅圖像，這時(shí)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(lái)，之前發(fā)出的命令包被舍棄。c.重復(fù)過(guò)程a,b，……，可實(shí)現(xiàn)動(dòng)畫(huà)的播放，過(guò)程與Windows的DirectX兼容，熟悉Windows動(dòng)畫(huà)的人使用起VirgineG2來(lái)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(gè)通道可以同時(shí)播放。對(duì)應(yīng)32個(gè)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(zhǎng)聲音文件時(shí)可以采用中斷方式分段放。

④每一個(gè)通道可以分別設(shè)置左右聲道的音量，用2個(gè)通道就可以播放立體聲，即一個(gè)通道播放左聲道，另一個(gè)通道同時(shí)播放右聲道。

⑤每個(gè)通道可以設(shè)置音效，如回聲、混響、panning等等。

其余外設(shè)

VirgineG2可大大簡(jiǎn)化外部電路的設(shè)計(jì)。它含有32個(gè)/5V兼容的I/O口、DRAM控制器、2路DMA、4路定時(shí)器、2路串行通信器、看門(mén)狗、中斷控制器、PWM、PPM、2路光筆接口等，并內(nèi)建RAMDAC和PLL電路。

由于圖像加速器和音頻引擎是獨(dú)立工作的，CPU只負(fù)責(zé)對(duì)它們的控制，因此CPU在空閑的時(shí)間里還可以處理其它任務(wù)，如JPEG、MP3、MPEG-1以及其它測(cè)量控制任務(wù)等等。

開(kāi)發(fā)手段

采用Windows下的VIDE集成環(huán)境，使用C/C++語(yǔ)言，調(diào)用該公司提供的圖形/聲音庫(kù)即可。

仿真是采用在用戶(hù)目標(biāo)板上內(nèi)建仿真器的方案，即在目標(biāo)板上運(yùn)行一個(gè)監(jiān)控程序，用一個(gè)

串口和PC機(jī)通信，就可以在PC機(jī)上調(diào)試應(yīng)用程序。

2應(yīng)用介紹

下面以射擊/射箭運(yùn)動(dòng)模擬器為例介紹VirgineG2的應(yīng)用，如圖3所示。系統(tǒng)方框如圖4所示。

在射擊/射箭運(yùn)動(dòng)中，用模擬搶上的光筆或箭靶上的傳感器來(lái)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(shí)播放效果聲音。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)是用PC機(jī)加上