專利名稱：一種多媒體應(yīng)用片上系統(tǒng)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及便攜式多媒體應(yīng)用裝置，特別的涉及一種基于采用片 上系統(tǒng)的多媒體播放的芯片裝置。
背景技術(shù)：
人類生活的需求推動(dòng)片上系統(tǒng)技術(shù)的不斷發(fā)展，隨著芯片設(shè)計(jì)技術(shù)的 這種發(fā)展，越來越多的功能被集成到一個(gè)芯片中，現(xiàn)在的片上系統(tǒng)動(dòng)輒幾 百萬門到幾千萬門，集成了多個(gè)處理器、多種硬件加速器、多片存儲(chǔ)器、 多種外設(shè)控制器，乃至多種模擬模塊。
便攜式設(shè)備類似手機(jī)，多媒體播放器，GPS導(dǎo)航儀都能播放音頻視頻， 但是現(xiàn)在的音頻視頻源格式多樣，很多種不同音頻視頻格式都得到廣泛流 傳。這些音頻格式包括mp3,aac,ape等，視頻格式則包括MPEG系列，H.264， AVS，RMVB,RM，WMV等。另夕卜，便攜式多媒體設(shè)備的顯示分辨率也越來 越高，這對(duì)便攜類設(shè)備的視頻編碼解碼和顯示也提出了更高的要求。
與上述情況相矛盾的是，人們不僅對(duì)便攜式設(shè)備的視頻顯示具有高要 求，同時(shí)對(duì)便攜式設(shè)備的供電要求也越來越高，要求便攜式設(shè)備能夠待機(jī) 時(shí)間更加持久，能夠播放音視頻更久或者處理更多的工作。
從技術(shù)方面講，要將動(dòng)輒四、五種格式的解碼甚至編碼功能集成到一 個(gè)芯片上，并且滿足人們?cè)絹碓礁叩囊暵牶惋@示效果需求，且功耗更低， 傳統(tǒng)的芯片裝置已經(jīng)不能很好的達(dá)到這些要求。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型針上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的裝置實(shí)現(xiàn)多種格式編解碼集成且 具有較高視聽、顯示效果與其自身功耗高之間的問題，提出一種多媒體應(yīng) 用片上系統(tǒng)裝置，該裝置包括系統(tǒng)處理裝置、視頻處理裝置和電源時(shí)鐘控 制裝置，系統(tǒng)處理裝置向視頻處理裝置的輸入端發(fā)出控制信號(hào)，視頻處理 裝置將反饋信號(hào)發(fā)送至系統(tǒng)處理裝置，電源時(shí)鐘控制裝置分別向系統(tǒng)處理 裝置和視頻處理裝置的輸入端提供電源控制及時(shí)鐘信號(hào)。
系統(tǒng)處理裝置與視頻處理裝置之間采用橋接模塊連接。所述視頻處理裝置包括視頻前處理模塊、視頻處理模塊、視頻后處 理模塊和視頻專用總線模塊；
視頻信號(hào)依次通過視頻前處理模塊、視頻處理模塊和視頻后處理模塊 進(jìn)行視頻信號(hào)加速處理，且視頻前處理模塊、視頻處理模塊和視頻后處理 模塊均通過視頻專用總線模塊進(jìn)行信息存儲(chǔ)及傳輸。
所述系統(tǒng)處理裝置包括RISC處理器模塊、低速外設(shè)模塊和高速總 線模塊；
RISC處理器模塊通過高速總線模塊訪問低速外設(shè)模塊，低速外設(shè)模 塊通過高速總線模塊訪問RISC處理器模塊，且RISC處理器模塊、低速外 設(shè)模塊均通過高速總線模塊訪問視頻處理裝置。
所述電源時(shí)鐘控制裝置包括系統(tǒng)電源管理模塊和時(shí)鐘控制模塊，所 述系統(tǒng)電源管理模塊向系統(tǒng)處理裝置、視頻處理裝置中的各模塊發(fā)出電源 控制信號(hào)，時(shí)鐘控制模塊向系統(tǒng)處理裝置、視頻處理裝置中的各模塊提供 時(shí)鐘信號(hào)。
所述高速總線模塊與低速外設(shè)模塊之間采用橋接模塊連接。 本實(shí)用新型提出一種多媒體播放應(yīng)用片上系統(tǒng)裝置，該裝置采用三個(gè) 加速器集成的視頻處理裝置，使視頻處理可以支持更多多媒體格式編解碼， 且具有較快的編解碼速度；采用與以往不同的模塊劃分方案，對(duì)不同的模 塊進(jìn)行不同的供電方案和時(shí)鐘供應(yīng)方案，以此來滿足多格式便攜多媒體設(shè) 備的視頻編碼解碼需求，且可有效的降低系統(tǒng)功耗。


圖1是本實(shí)用新型所述片上系統(tǒng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖2是本實(shí)用新型所述片上系統(tǒng)裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖說明對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)描述。 本實(shí)用新型所述一種多媒體應(yīng)用片上系統(tǒng)裝置，如圖1所示，包括視 頻處理裝置、系統(tǒng)處理裝置和電源時(shí)鐘控制裝置。
如圖2所示，其中，視頻處理裝置包括視頻處理加速模塊105、視
頻后處理加速模塊106和視頻專用總線模塊107中的存儲(chǔ)設(shè)備；系統(tǒng)處理裝置包括RISC處理模塊101、低速外設(shè)模塊102、高速總
線模塊103和視頻專用總線模塊107;
電源時(shí)鐘控制裝置包括系統(tǒng)電源管理模塊108和時(shí)鐘控制模塊109。 其中系統(tǒng)電源管理模塊108用于對(duì)系統(tǒng)中各個(gè)模塊的供電情況進(jìn)行管
理，模塊供電方案有兩種第一種電壓控制是調(diào)供電電壓，當(dāng)模塊處理要
求比較高，速度要求比較快的時(shí)候采用比較高的電壓，而在速度要求不高
的應(yīng)用需求情境下，采用比較低的電壓；第二種電壓控制是關(guān)斷控制，在 某些操作情況下，某些模塊很長時(shí)間都不需要供電，可以將該模塊電壓關(guān) 斷，此時(shí)在此模塊加上一些保存信息，可使得當(dāng)重新給該模塊上電的時(shí)候 能保證功能不變。
時(shí)鐘控制模塊109，該模塊具有時(shí)鐘門控和不同時(shí)鐘頻率供給功能， 對(duì)各個(gè)模塊及其中子模塊根據(jù)即時(shí)情況控制供給多種時(shí)鐘頻率。
RISC處理模塊101，該模塊用于控制整個(gè)芯片系統(tǒng)，發(fā)出基本操作指 令，對(duì)管理系統(tǒng)及非視頻處理部分進(jìn)行管理，系統(tǒng)電源管理模塊108根據(jù) 其實(shí)際工作頻率來確定供電電壓，在各種工作模式下，RISC處理模塊101 的工作頻率都比較高，因此其工作電壓相對(duì)較高。
低速外設(shè)模塊102，該模塊包括低速外設(shè)和低速控制模塊，比如各種 串口控制模塊、技術(shù)模塊、看門狗模塊和計(jì)數(shù)器等；該模塊通過橋接模塊 跟高速總線模塊103連接起來，由于音頻的某些處理要求的性能不高，所 以低速外設(shè)模塊還包括有針對(duì)音頻數(shù)據(jù)的采集、轉(zhuǎn)換和輸出的模塊，低速 外設(shè)模塊102是整個(gè)系統(tǒng)中運(yùn)行速度最低的，系統(tǒng)電源管理模塊108只需 要對(duì)其提供一個(gè)較低的電壓，另外其內(nèi)部邏輯不大，并不需對(duì)其提供關(guān)斷 電壓的控制。
高速總線模塊103，該模塊包括系統(tǒng)DMA、高速外設(shè)模塊，高速總線 控制模塊，RISC處理模塊的接口、靜態(tài)RAM、指令ROM等一些專用模 塊的配置接口，在本發(fā)明所述裝置中RISC處理模塊101要訪問低速外設(shè) 模塊102以及視頻處理模塊時(shí)必須通過高速總線模塊103，系統(tǒng)處理裝置 通過高速總線模塊103與視頻處理模塊采用橋接模塊連接，系統(tǒng)電源管理 模塊108對(duì)高速總線模塊103提供相對(duì)較高的電壓，對(duì)于一些可能長期不 用的附屬模塊，系統(tǒng)電源管理模塊108對(duì)其采用可關(guān)斷控制電壓供給。
視頻前處理模塊104，該模塊主要是對(duì)輸入的視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的處 理，包括進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，比如將RGB格式的輸入轉(zhuǎn)換成YUV格式；或者將一個(gè)分辨率很大的輸入信號(hào)做縮小處理，比如將從電視接口輸入的分辨 率很高的視頻流轉(zhuǎn)換到便攜設(shè)備上播放，就要先進(jìn)行一個(gè)視頻流縮小預(yù)處
理；視頻前處理模塊104將輸入進(jìn)來的數(shù)據(jù)流處理完之后，可直接輸入視 頻處理模塊105進(jìn)行后續(xù)處理，也可以先存放于視頻專用總線模塊107中 的視頻數(shù)據(jù)存放設(shè)備中等待其他設(shè)備調(diào)用。本實(shí)用新型在這里采用硬件加 速器來完成以上功能，可以較好的加快對(duì)數(shù)據(jù)的處理速度。所述視頻前處 理模塊104要求運(yùn)行速度較快，要求系統(tǒng)電源管理模塊108提供的供電電 壓較高，同時(shí)在不需要使用的時(shí)候系統(tǒng)電源管理模塊108為其提供關(guān)斷控 制。
視頻處理模塊105，該模塊是多格式視頻編碼、解碼的核心，其主要 功能是編、解碼多格式的視頻碼流。其內(nèi)部將多種格式視頻編解碼中的共 同運(yùn)算部分提取出來做成硬件加速模塊，其他運(yùn)算較少要求不高的部分用 軟件實(shí)現(xiàn)，這樣的結(jié)構(gòu)靈活性高，擴(kuò)展性能好，能夠滿足更多的需求。當(dāng) 視頻處理模塊105進(jìn)行編碼時(shí)，首先從視頻前處理模塊104或者視頻專用 總線模塊107中的視頻數(shù)據(jù)存放設(shè)備中讀入待編碼碼流，然后在其編碼引 擎中工作，產(chǎn)生需要的格式碼流后輸入視頻專用總線模塊107中的視頻數(shù) 據(jù)存放設(shè)備；當(dāng)視頻處理模塊105進(jìn)行解碼時(shí)，從視頻專用總線模塊107 中的視頻數(shù)據(jù)存放設(shè)備提取待解碼流，解碼之后將目標(biāo)碼流送回視頻專用 總線模塊107中的視頻數(shù)據(jù)存放設(shè)備或者直接輸入視頻后處理模塊106做 處理后輸出到顯示設(shè)備，該視頻處理模塊105可解碼H.264、 MPEG系列、 WMV、 VC—1， RMVB等多格式的視頻媒體，并能支持一些相應(yīng)的編碼 格式；所述視頻處理模塊105數(shù)據(jù)處理速度快，且數(shù)據(jù)流量大，需要系統(tǒng) 電源管理模塊108對(duì)其提供比較高的供電電壓來滿足要求，對(duì)于不需要視 頻處理模塊105提供視頻編碼、解碼的功能時(shí)，系統(tǒng)電源管理模塊108可 以對(duì)整個(gè)模塊提供關(guān)斷控制。
視頻后處理模塊106，該模塊是將從視頻專用總線模塊107中的視頻 數(shù)據(jù)存放設(shè)備或者視頻處理模塊105中的經(jīng)解碼后的碼流進(jìn)行一定的處理 后輸入顯示設(shè)備。所述處理包括轉(zhuǎn)換格式，疊加圖像，視頻疊加，圖像縮 小放大等；所述視頻后處理模塊106與視頻前處理模塊104的供電情況類 似，其所要求的供電電壓相對(duì)較高，并且在不需要的時(shí)候系統(tǒng)電源管模塊 108可以提供關(guān)斷控制。
視頻專用總線模塊107，該模塊包括超高速的總線控制模塊，支持多格式的視頻編碼、解碼，具有高帶寬、高處理速度等特點(diǎn)，能夠快速的存
儲(chǔ)控制模塊，連接著高速的高帶寬的存儲(chǔ)設(shè)備；所述視頻專用總線模塊107 數(shù)據(jù)流量大，工作頻率相對(duì)較高，系統(tǒng)電源管理模塊108為其提供一個(gè)相 對(duì)較高的電壓，由于該模塊經(jīng)常處于工作狀態(tài)，所以系統(tǒng)電源管理模塊108 一般情況下對(duì)其并不提供關(guān)斷控制。
系統(tǒng)電源管理模塊108，該模塊用于對(duì)系統(tǒng)中各個(gè)模塊的供電情況進(jìn) 行管理；
時(shí)鐘控制模塊109，該模塊具有時(shí)鐘門控和不同時(shí)鐘頻率供給功能， 并對(duì)不同工作模式下具有不同工作頻率的模塊提供切換所需的多種時(shí)鐘頻 率。
如圖2所示，RISC處理模塊通過高速總線模塊103向低速外設(shè)模塊 102與視頻專用總線模塊107發(fā)出控制信息，并通過高速總線模塊103進(jìn) 行信息反饋，視頻前處理模塊104、視頻處理模塊105與視頻后處理模塊 106均與視頻專用總線模塊107連接，接收來自RISC處理模塊101的控制 信息或者視頻數(shù)據(jù)流的存儲(chǔ)與提取，系統(tǒng)電源管理模塊108與時(shí)鐘控制模 塊109均與上述所有模塊連接，提供供電及時(shí)鐘控制。
本實(shí)用新型所述多媒體播放應(yīng)用片上系統(tǒng)裝置劃分成上述九個(gè)子模塊 之后，系統(tǒng)對(duì)于上述各模塊采用不同的供電方案及時(shí)鐘方案，滿足多多媒 體播放設(shè)備的不同視頻編碼、解碼需求。
實(shí)施例1
當(dāng)本實(shí)用新型所述多媒體播放應(yīng)用片上系統(tǒng)裝置用于攝像機(jī)中，并進(jìn) 行實(shí)施攝像、顯示時(shí)，由RISC處理模塊101發(fā)出的控制指令通過高速總 線模塊103、視頻專用總線模塊107傳輸?shù)揭曨l錢處理模塊104，對(duì)視頻前 處理模塊104進(jìn)行預(yù)先設(shè)置。所述預(yù)先設(shè)置是指對(duì)畫面進(jìn)行縮放設(shè)置、轉(zhuǎn) 向設(shè)置等處理，這是因?yàn)閺臄z像機(jī)的攝像頭得到的分辨率很高的視頻流， 而攝像機(jī)附帶的顯示屏幕一般只有2寸或2.5寸，這就需要對(duì)采集的畫面 做縮小設(shè)置；又或者當(dāng)圖像豎拍，顯示時(shí)要對(duì)圖像進(jìn)行轉(zhuǎn)向處理。
所攝圖像信息輸入視頻前處理模塊104,視頻前處理模塊104對(duì)輸入 圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理，然后輸入到視頻處理模塊105，視頻處理模塊 105先對(duì)輸入的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼處理，然后可存入視頻專用總線模塊107 中的視頻數(shù)據(jù)存放設(shè)備或者在進(jìn)行解碼之后，將目標(biāo)碼流直接輸入視頻后處理模塊106進(jìn)行包括格式轉(zhuǎn)換、疊加圖像、視頻疊加、圖像縮小放大等 處理后輸入顯示設(shè)備，進(jìn)行圖像顯示。
在整個(gè)視頻圖像傳輸處理過程中，電源管理模塊108對(duì)整個(gè)系統(tǒng)裝置 中的各個(gè)模塊進(jìn)行供電，RISC處理模塊101是整個(gè)芯片的主控制核心，其 在任何時(shí)候都處于打開狀態(tài)，因此，電源管理模塊108為其提供一個(gè)根據(jù) 實(shí)際工作頻率及應(yīng)用來確定的供電電壓，RISC處理模塊101的工作頻率都 比較高，工作電壓相對(duì)較高。
低速外設(shè)模塊102是整個(gè)系統(tǒng)中運(yùn)行速度最低的，系統(tǒng)對(duì)其只需提供 一個(gè)較低的電壓，且由于整個(gè)模塊邏輯不大，因此這種情況下電源管理模 塊108對(duì)其不提供關(guān)斷電壓控制。
高速總線模塊103的工作頻率相對(duì)較高，在本實(shí)施例中，RISC處理模 塊101就要求通過高速總線模塊103訪問視頻專用總線模塊107，必須要 通過高速總線，高速總線模塊103整體采用同一供電電壓，對(duì)于模塊中不 常用的部分電源管理模塊108采用可關(guān)斷控制的電壓供給。
視頻前處理模塊104,該模塊在本實(shí)施例中其運(yùn)行速度比較快，電源 管理模塊108對(duì)其提供的供電電壓相對(duì)較高。
視頻處理模塊105，該模塊在本實(shí)施例中承擔(dān)了視頻碼流編解碼的工 作，要求處理數(shù)據(jù)速度快，且數(shù)據(jù)量較大，因此電源管理模塊108對(duì)其提 供的供電電壓相對(duì)較高。
視頻后處理模塊106，該模塊在本實(shí)施例中與視頻前處理模塊104 — 樣，電源管理模塊108對(duì)其提供的供電電壓相對(duì)較高。
視頻專用總線模塊107，該模塊在本實(shí)施列中承擔(dān)了 RISC處理模塊 101對(duì)視頻處理的控制命令傳輸，并對(duì)視頻處理裝置提供存儲(chǔ)設(shè)備，需要 提供一個(gè)相對(duì)較高電壓，視頻專用總線模塊107是經(jīng)常處于工作狀態(tài)，電 源管理模塊108并不需要對(duì)此模塊提供關(guān)斷功能。
時(shí)鐘控制模塊109對(duì)傳輸過程中需要用到各模塊均提供門控時(shí)鐘控制 其供給，同時(shí)，視頻處理模塊105、視頻前處理模塊104和視頻后處理模 塊106的輸出時(shí)鐘都有時(shí)鐘頻率切換供給裝置提供所需的多種頻率。
實(shí)施例2
當(dāng)本實(shí)用新型所述多媒體播放應(yīng)用片上系統(tǒng)裝置僅用于與外設(shè)通訊， 例如只使用UART串口進(jìn)行串口通訊時(shí)，電源管理模塊108對(duì)整個(gè)系統(tǒng)做供電控制，UART串口屬于低速外設(shè)模塊102中組件，由RISC處理模塊 101通過高速總線模塊103對(duì)低速外設(shè)模塊102進(jìn)行控制，在此過程中， 并不需要用到系統(tǒng)中視頻處理裝置，所以可以對(duì)整個(gè)視頻處理裝置中的模 塊進(jìn)行關(guān)斷，只對(duì)系統(tǒng)處理模塊提供電壓供給，UART串口則由時(shí)鐘控制 模塊109對(duì)其提供門控時(shí)鐘控制其時(shí)鐘供給，且同時(shí)UART串口的輸出時(shí) 鐘都也有時(shí)鐘控制模塊109提供多種頻率切換選擇。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì) 說明，不能認(rèn)定本實(shí)用新型的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本實(shí)用新 型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下， 還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、一種多媒體應(yīng)用片上系統(tǒng)裝置，其特征在于，該裝置包括系統(tǒng)處理裝置、視頻處理裝置和電源時(shí)鐘控制裝置，系統(tǒng)處理裝置向視頻處理裝置的輸入端發(fā)出控制信號(hào)，視頻處理裝置將反饋信號(hào)發(fā)送至系統(tǒng)處理裝置，電源時(shí)鐘控制裝置分別向系統(tǒng)處理裝置和視頻處理裝置的輸入端提供電源控制及時(shí)鐘信號(hào)。
2、 如權(quán)利要求1所述一種多媒體應(yīng)用片上系統(tǒng)裝置，其特征在于，系 統(tǒng)處理裝置與視頻處理裝置之間采用橋接模塊連接。
3、 如權(quán)利要求1所述一種多媒體應(yīng)用片上系統(tǒng)裝置，其特征在于，所述視頻處理裝置包括視頻前處理模塊、視頻處理模塊、視頻后處理模塊 和視頻專用總線模塊；視頻信號(hào)依次通過視頻前處理模塊、視頻處理模塊和視頻后處理模塊 進(jìn)行視頻信號(hào)加速處理，且視頻前處理模塊、視頻處理模塊和視頻后處理 模塊均通過視頻專用總線模塊進(jìn)行信息存儲(chǔ)及傳輸。
4、 如權(quán)利要求1所述一種多媒體應(yīng)用片上系統(tǒng)裝置，其特征在于， 所述系統(tǒng)處理裝置包括:RISC處理器模塊、低速外設(shè)模塊和高速總線模塊；RISC處理器模塊通過高速總線模塊訪問低速外設(shè)模塊，低速外設(shè)模 塊通過高速總線模塊訪問RISC處理器模塊，且RISC處理器模塊、低速外 設(shè)模塊均通過高速總線模塊訪問視頻處理裝置。'
5、 如權(quán)利要求1所述一種多媒體應(yīng)用片上系統(tǒng)裝置，其特征在于，所述電源時(shí)鐘控制裝置包括系統(tǒng)電源管理模塊和時(shí)鐘控制模塊，所述系統(tǒng)電源管理模塊向系統(tǒng)處理裝置、視頻處理裝置中的各模塊發(fā)出電源控制 信號(hào)，時(shí)鐘控制模塊向系統(tǒng)處理裝置、視頻處理裝置中的各模塊提供時(shí)鐘信號(hào)。
6、 如權(quán)利要求4所述一種多媒體應(yīng)用片上系統(tǒng)裝置，其特征在于， 所述高速總線模塊與低速外設(shè)模塊之間采用橋接模塊連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種多媒體應(yīng)用片上系統(tǒng)裝置，其特征在于，該裝置包括系統(tǒng)處理裝置、視頻處理裝置和電源時(shí)鐘控制裝置，系統(tǒng)處理裝置向視頻處理裝置的輸入端發(fā)出控制信號(hào)，視頻處理裝置將反饋信號(hào)發(fā)送至系統(tǒng)處理裝置，電源時(shí)鐘控制裝置分別向系統(tǒng)處理裝置和視頻處理裝置的輸入端提供電源控制及時(shí)鐘信號(hào)。該裝置采用三個(gè)加速器集成的視頻處理裝置，使視頻處理可以支持更多多媒體格式編解碼，且具有較快的編解碼速度；采用與以往不同的模塊劃分方案，對(duì)不同的模塊進(jìn)行不同的供電方案和時(shí)鐘供應(yīng)方案，以此來滿足多格式便攜多媒體設(shè)備的視頻編碼解碼需求，且可有效的降低系統(tǒng)功耗。
文檔編號(hào)H04N7/26GK201252617SQ200820146928
公開日2009年6月3日 申請(qǐng)日期2008年8月26日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月26日
發(fā)明者劉俊秀, 方應(yīng)龍, 李漢光, 嶺 石 申請(qǐng)人:深圳艾科創(chuàng)新微電子有限公司