论文部分内容阅读
随着数字音视频技术的日益发展,能够在同一硬件平台上实现不同的音视频功能成为其发展的一大方向。本文从可重构的角度研究数字音视频技术能够运行在同一硬件平台上从而实现不同的应用,并提出了一种通用的体系结构,对可重构技术在家电领域的应用提供重要的技术依据。本文首先对数字音视频技术进行了简要的介绍,讨论了数字多媒体技术的发展历程,它对人们的生活带来了非常重要的影响,分别对其研究现状以及用到的理论和技术进行了阐述,其中包括数字化音视频技术的发展现状,音频编解码标准的使用以及可重构技术在多媒体领域的应用。目前而言,实现数字化音视频主要采用了两种方式,一种是CPU通用处理技术,另一种是ASIC专用处理技术,这两种处理技术各有其优缺点,前者具有相当的灵活性但效率不足,后者具有高性能但灵活性差,一旦设计完成无法修改。本文通过对这两种实现方式的研究,并注意到数字音视频的发展必然既需要灵活性又具有高性能,那么日益发展的可重构技术正好能够兼具这两种优点,因此可将二者相结合,拟提出新的计算体系结构。其次,通过对可重构计算体系结构的分析和归纳,结合国内外最新研究进展,提出了一种通用的处理方式,即通用处理器与可重构协处理器共同作用,通用处理器仍然作为整个系统的核心,完成对系统的控制和部分运算功能,可重构处理器作为通用处理器的协处理器,辅助其完成具体的应用,主要用可重构逻辑资源FPGA实现以便更改系统的功能。另外还需要有可重构控制器对协处理器的控制,对其需要完成的具体功能下载不同的配置数据。该体系结构的提出涉及到三个方面的内容,一是软硬件协同设计的方法,二是协处理器的具体实现,三是系统内部数据在总线上的交换方式,本文通过具体的实例进行了验证。最后,在提出通用结构的基础上通过两个实例分别对MPEG-2视频解码和MP3音频解码应用进行了验证。通过分析,考虑到MPEG-2解码的最终处理对象是图像,本文则首先设计了一个可重构显示适配器完成图像显示,从体系结构的角度验证了可重构MPEG-2解码功能以及数据交换;MP3音频解码与收音机功能的音频处理的相似性,本文还设计了一个无线电广播的控制接口,完成对音频处理系统的验证。