德州儀器半導(dǎo)體技術(shù)（上海）有限公司 通用DSP 技術(shù)應(yīng)用工程師 崔晶

德州儀器（TI）的第一顆達(dá)芬奇（DaVinci）芯片（處理器）DM6446已經(jīng)問世快三年了。繼DM644x之后，TI又陸續(xù)推出了DM643x，DM35x，DM6467，OMAP353x等一系列ARM＋DSP或ARM＋視頻協(xié)處理器的多媒體處理器平臺。很多有很強(qiáng)DSP開發(fā)經(jīng)驗(yàn)或ARM開發(fā)經(jīng)驗(yàn)的工程師都轉(zhuǎn)到達(dá)芬奇或通用OMAP（OMAP353x）平臺上開發(fā)視頻監(jiān)控、視頻會議及便攜式多媒體終端等產(chǎn)品。大家都面臨著同一個問題，那就是如何實(shí)現(xiàn)ARM和DSP或協(xié)處理器的通信和協(xié)同工作？TI的數(shù)字視頻軟件開發(fā)包（DVSDK）提供了Codec Engine這樣一個軟件模塊來實(shí)現(xiàn)ARM和DSP或協(xié)處理器的協(xié)同工作。有很多工程師反饋這個軟件模塊非常好用，節(jié)省了很多開發(fā)時間，也有工程師認(rèn)為TI提供的資料太多，不知如何快速上手。本文將從一個第一次接觸Codec Engine的工程師角度出發(fā)，歸納TI提供的相關(guān)資源（文檔，例程和網(wǎng)絡(luò)資源）并介紹相關(guān)開發(fā)調(diào)試方法幫您快速入門Codec Engine。

1．Codec Engine概述

如圖1所示，Codec Engine是連接ARM和DSP或協(xié)處理器的橋梁，是介于應(yīng)用層（ARM側(cè)的應(yīng)用程序）和信號處理層（DSP側(cè)的算法）之間的軟件模塊。ARM應(yīng)用程序調(diào)用Codec Engine的VISA （Video, Image, Speech, Audio）API，如圖1中VIDENC_process(a, b, c )。Codec Engine的stub （ARM側(cè)）會把參數(shù)a, b, c以及要調(diào)用DSP側(cè)process這個信息打包，通過消息隊(duì)列（message queue）傳遞到DSP。Codec Engine的skeleton（DSP側(cè)）會解開這個參數(shù)包，把參數(shù)a, b, c轉(zhuǎn)換成DSP側(cè)對應(yīng)的參數(shù)x, y, z（比如ARM側(cè)傳遞的是虛擬地址，而DSP只能認(rèn)物理地址），DSP側(cè)的server（優(yōu)先級較低，負(fù)責(zé)和ARM通信的任務(wù)）會根據(jù)process這一信息創(chuàng)建一個DSP側(cè)的process(x, y, x)任務(wù)較終實(shí)現(xiàn)VIDENC_process(a, b, c)的操作。

圖1 達(dá)芬奇軟件結(jié)構(gòu)框圖

2．Codec Engine入門第一步，從Codec Engine發(fā)布說明文檔(release notes)開始

圖2 Codec Engine 1.20 Release Notes截圖

3．Codec Engine入門第二步，了解Codec Engine的運(yùn)行環(huán)境及依賴的軟件模塊和工具

點(diǎn)擊Codec Engine的發(fā)布說明文檔 （如圖2）的Validation Info，我們可以知道Codec Engine 1.20需要和以下軟件模塊和工具配合使用：

• Framework Components 1.20.02
• xDAIS 5.21
• XDC Tools 2.93.01
• DSP/BIOS Link 1.40.05, configured for the DM6446 EVM
• C6x Code Generation Tools version 6.0.8
• DSP/BIOS 5.31.05
• MontaVista Linux v4.0
• Red Hat Enterprise Linux 3 (SMP)

因此，我們需要在該Codec Engine安裝的DVSDK文件包下面檢查上面提到的軟件模塊和工具是否安裝，版本是否正確。否則，可能會編譯不過 Codec Engine的例子。那么，什么是 Framework Components，什么是xDAIS，什么又是XDC Tools呢？你可以分別到它們的根目錄下瀏覽它們各自的發(fā)布說明文檔，做一個總體的了解。

這里我們簡單介紹一下，可以幫助大家盡快找到和自己相關(guān)的重點(diǎn)及資源。

1）Framework Components是TI提供的一個軟件模塊，負(fù)責(zé)DSP側(cè)的memory 和DMA資源管理。因此，DSP算法工程師需要了解這個軟件模塊。
http://tiexpressdsp.com/wiki/index.php?title=Framework_Components_FAQ

2）xDAIS 是一個標(biāo)準(zhǔn)，它定義了TI DSP算法接口的標(biāo)準(zhǔn)。這樣大大提高了DSP算法軟件的通用性。DSP算法工程師要寫出能被ARM通過Codec Engine調(diào)用的算法，必須保證自己的算法接口符合這個標(biāo)準(zhǔn)。因此，DSP算法工程師也必須了解這個軟件模塊。

http://tiexpressdsp.com/wiki/index.php?title=Category:XDAIS

3）XDC Tools和gmake類似，是一個工具。XDC根據(jù)用戶定義的一套build指令，通過調(diào)用用戶指定的ARM 工具鏈（Tool Chain）和DSP編譯器（C6x Code Generation Tools ）build出ARM側(cè)和DSP側(cè)的可執(zhí)行文件。可以先不必細(xì)究這個工具，只需通過編Codec Engine的例子，知道如何設(shè)置build指令就可以了。

4）DSP/BIOS Link是實(shí)現(xiàn)ARM和DSP之間通信的底層軟件，Codec Engine就是建立在這個底層軟件之上。在修改系統(tǒng)內(nèi)存分配（缺省是256MB的DDR2）時，DSP/BIOS Link 1.38版本的用戶需要修改DSP/BIOS Link的配置文件，并重新build DSP/BIOS Link。而DSP/BIOS Link 1.40版本以后的用戶就無需此操作。

http://tiexpressdsp.com/wiki/index.php?title=DSPLink_Overview
http://wiki.davincidsp.com/index.php?title=Changing_the_DVEVM_memory_map

5）C6x Code Generation Tools是Linux環(huán)境下C6000系列DSP的編譯器。我們用CCS開發(fā)DSP時都是用的Windows環(huán)境下的DSP編譯器。

6）DSP/BIOS是TI 免費(fèi)提供的DSP實(shí)時操作系統(tǒng)。和上面C6x Code Generation Tools一樣，這里的DSP/BIOS也是Linux環(huán)境下的版本。DSP系統(tǒng)工程師需要了解這個操作系統(tǒng)。

http://tiexpressdsp.com/wiki/index.php?title=Category:DSPBIOS

4．Codec Engine入門第三步，根據(jù)自己的角色參考相關(guān)的文檔和例子進(jìn)行開發(fā)

開發(fā)ARM＋DSP平臺需要三類工程師：ARM應(yīng)用程序工程師、DSP算法工程師和DSP系統(tǒng)工程師。而開發(fā)ARM＋協(xié)處理器平臺只需要ARM應(yīng)用程序工程師。下面就讓我們針對這三類工程師做分別介紹。如果您使用的是TI或TI第三方的編解碼算法，就不需要關(guān)注DSP算法工程師的部分。如果使用ARM＋協(xié)處理器平臺，就只需關(guān)心ARM應(yīng)用工程師的部分。

4．1 DSP算法工程師應(yīng)該如何著手？
這里我們不討論如何開發(fā)DSP算法，只討論DSP算法工程師怎樣讓自己的算法可以被ARM通過Codec Engine調(diào)用。（參考http://www.ti.com/litv/pdf/sprued6c，這個文檔會講到codec package及相關(guān)的.xs和.xdc文件，Codec Engine1.20及以上版本的用戶可以先不細(xì)究這些內(nèi)容，后面會介紹工具幫您自動生成這些文件。）

1）熟悉xDAIS和xDM標(biāo)準(zhǔn)。
xDM只是xDAIS的擴(kuò)展，因此，需要先了解xDAIS。在xDAIS 軟件包根目錄下的發(fā)布說明文檔里，可以很快找到關(guān)于xDAIS和xDM的文檔鏈接。
http://focus.ti.com/lit/ug/spruec8b/spruec8b.pdf
在xDAIS安裝路徑下的examples/ti/xdais/dm/examples/g711有一個g711_sun_internal.c，這個算法不符合xDAIS標(biāo)準(zhǔn)。在同一個路徑下的g711dec_sun_ialg.c (decoder)和g711enc_sun_ialg.c (encoder)是封裝成符合xDM標(biāo)準(zhǔn)之后的編解碼算法。可以通過這個例子學(xué)習(xí)和了解如何把自己算法封裝成符合xDM標(biāo)準(zhǔn)的算法。
xDAIS 6.10及其以后的版本，包含了一個工具QualiTI，可以檢查您的DSP算法是否滿足xDAIS標(biāo)準(zhǔn)（但不會檢查是否滿足xDM）。具體請參考：

http://tiexpressdsp.com/wiki/index.php?title=QualiTI_XDAIS_Compliance_Tool

2）熟悉Framework Components。Framework Components主要包括兩個模塊DSKT2和DMAN3，它們分別負(fù)責(zé)DSP側(cè)的memory 和EDMA資源管理。DSP算法使用的memory必須是先向DSKT2提出申請并由DSKT2分配得到的。同樣DSP算法使用的EDMA通道也是向DMAN3申請并由DMAN3分配得到的。而關(guān)于QDMA的操作，是通過ACPY3這個模塊實(shí)現(xiàn)的。這樣的好處是很容易對DSP側(cè)不同的算法做整合，不同的算法之間不用擔(dān)心資源（Memory和EDMA）的沖突問題。
在Framework Components 軟件包根目錄下的發(fā)布說明文檔里，可以很快找到相關(guān)文檔的鏈接。在Framework Components安裝路徑下packages\ti\sdo\fc\dman3\examples有一個Fast Copy的例子，可以幫您理解如何基于Framework Components的ACPY3模塊實(shí)現(xiàn)QDMA的操作。
另外，有些用戶DSP側(cè)的算法比較簡單，在確保不和ARM側(cè)EDMA資源沖突的前提下在算法里直接操作EDMA不使用DMAN3也是可以的。這樣做的弊端是和其它算法做整合時會遇到資源使用沖突的問題。

4．2 DSP系統(tǒng)工程師應(yīng)該如何著手？
通常DSP算法工程師都會把自己的符合xDM標(biāo)準(zhǔn)算法編成一個.lib文件（或 .a64P），供DSP系統(tǒng)工程師調(diào)用。DSP系統(tǒng)工程師較終build出一個DSP Server（也就是DSP的可執(zhí)行程序.x64P，和CCS下編譯生成的.out類似）。（參考http://focus.ti.com/lit/ug/sprued5b/sprued5b.pdf，這個文檔會講到.xdc和.bld等文件，Codec Engine1.20及以上版本的用戶可以先不細(xì)究，后面介紹工具幫您自動生成這些文件。）

1）如果現(xiàn)在有一個.lib文件（或 .a64P）（算法必須符合xDM標(biāo)準(zhǔn)），如何生成自己的DSP Server呢？下面URL有詳細(xì)的關(guān)于RTSC Codec and Server Package Wizard工具介紹，教您如何把一個.lib文件封裝成RTSC Codec 包和RTSC DSP Server包，并較終build出DSP的可執(zhí)行程序.x64P。

http://wiki.davincidsp.com/index.php?title=RTSC_Codec_And_Server_Package_Wizards
http://wiki.davincidsp.com/index.php?title=I_just_want_my_video_codec_to_work_with_the_DVSDK

2）如果您使用的是Codec Engine 1.20以前的版本，請參考Codec Engine安裝路徑下examples/servers/video_copy這個例子。這時就需要搞清楚sprued6c.pdf和sprued5b.pdf中提到的.xdc和.xs等文件的功能，也可以在video_copy中的相關(guān)文件的基礎(chǔ)上修改手動創(chuàng)建出自己的RTSC Codec包和RTSC DSP server包。

3）創(chuàng)建好RTSC Codec 和RTSC DSP Server包之后，就是如何build出.x64P的問題了。點(diǎn)擊圖2所示的Examples，就可以找到build Codec Engine例子的說明文檔的鏈接。按照這個文檔做一遍后，就可以對如何build Codec Server有一個清楚的了解。其中關(guān)鍵是修改user.bld和xdcpaths.mak文件，設(shè)置Codec Engine依賴的其它軟件模塊和