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第五章 多媒体计算机硬件及软件系统结构

第五章 多媒体计算机硬件及软件系统结构. 主讲 : 清华大学　钟玉琢　教授. 第五章 多媒体计算机硬件及软件系统结构. 5.1 DVI 系统 5.2 将多媒体和通讯功能集成到 CPU 芯片中. 一、 DVI 系统概述和总体结构. DVI 系统获得 Comdex 91 最佳展示奖 最佳多媒体产品奖. DVI 系统如何解决计算机综合处理声、文、图信息？ . DVI 系统解决计算机综合处理声、文、图信息： 采用 PLV(Product Level Video) 视频压缩编码算法 设计了二个专用芯片

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第五章 多媒体计算机硬件及软件系统结构

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Presentation Transcript

  1. 第五章 多媒体计算机硬件及软件系统结构 主讲: 清华大学　钟玉琢　教授

  2. 第五章 多媒体计算机硬件及软件系统结构 5.1 DVI系统 5.2 将多媒体和通讯功能集成到CPU芯片中

  3. 一、DVI系统概述和总体结构 DVI系统获得Comdex 91 最佳展示奖最佳多媒体产品奖 DVI系统如何解决计算机综合处理声、文、图信息？

  4. DVI系统解决计算机综合处理声、文、图信息： • 采用PLV(Product Level Video)视频压缩编码算法 • 设计了二个专用芯片 • 82750PB (PA) 像素处理器 • 82750DB (DA) 显示处理器

  5. 设计制造了三块门阵电路 82750LH 主机接口门阵82750LV VRAM/SCSI/Capture接口门阵 82750LA 音频子系统接口门阵

  6. AVE Audio video Engine • AVSS and AVK • AVSS-------Audio Video Sub-System (DOS) • AVK ------- Audio Video Kernel(Windows)

  7. DVI系统由以下三部分组成 • DVI视频板 • DVI音响板 • DVI多功能板

  8. 二、DVI系统中的视频音频引擎(AVE) AVE --Audio video Engine Action Media 750 Ⅰ Action Media 750 Ⅱ

  9. 与I型DVI系统相比，它有如下几点改进： 1. 性能指标高 82750 PA 82750PB 82750 DA 82750DB

  10. 2. 使用了专门的门阵电路 82750LH 主机接口门阵 82750LV VRAM/SCSI/Capture接口门阵 82750LA 音频子系统接口门阵

  11. 3. 将多块处理板变成一块处理板。占用一个PC插槽

  12. 视频音频引擎(AVE) 视频子系统 音频子系统 视频音频总线

  13. 一. 视频子系统 • 功能 • 组成 • 工作原理 • 核心

  14. 一. 视频子系统 • 功能 • 组成 • 工作原理 • 核心

  15. 视频子系统 功能： 视频信号的压缩编码和解码 视频信号处理 视频信号的显示

  16. 视频子系统 组成： 82750 PB 像素处理器(视频信号处理) 82750 DB 显示处理器(视频信号的显示) VRAM(压缩编码和解码)

  17. 一. 视频子系统 • 功能 • 组成 • 工作原理 • 核心

  18. 工作原理： 视频---PLV压缩算法（由像素处理器执行）---VRAM里存放微程序。

  19. PLV压缩算法 Product Level Video 从CE公司购买的 PLV AVI 文件

  20. 一. 视频子系统 • 功能 • 组成 • 工作原理 • 核心

  21. 核心： • VRAM • 像素处理器82750PB • 显示处理器82750DB

  22. 视频音频引擎(AVE) 视频子系统 音频子系统 视频音频总线

  23. 二. 音频子系统 • 功能 • 组成 • 工作原理 • 核心部件

  24. 二. 音频子系统 • 功能 • 组成 • 工作原理 • 核心部件

  25. 二. 音频子系统 功能： 音频信号编码的压缩和解压缩 音频信号的处理(数字信号到模拟信号的转换、最后送到音频放大器和音响系统进行播放等) 音频特技等

  26. 二. 音频子系统 组成： DSP音频信号处理器、 数字到模拟转换硬件 模拟滤波器等

  27. 二. 音频子系统 • 功能 • 组成 • 工作原理 • 核心部件

  28. 音频子系统 工作原理： 音频压缩编码用ADPCM 4E 缺点：不符合国标(G.711/721/728/729)

  29. 二. 音频子系统 • 功能 • 组成 • 工作原理 • 核心部件

  30. 核心部件： AD(Analog Device)公司生产的AD-2105

  31. 视频音频引擎(AVE) 视频子系统 音频子系统 视频音频总线

  32. 三. DVI总线、视频音频总线 为了支持视频和音频子系统大量的基本数据必须在DVI的VRAM及DVI的其余设备之间传递其余设备包括：外设，主机以及获取子系统。

  33. 从图中可以看到，挂在总线上的有 • 三个门阵 • VRAM • 82750 像素处理器

  34. 三、DVI硬件系统的关键技术—— i750像素处理器和显示处理器 DIV系统硬件系统结构的关键技术是视频和显示引擎。视频和显示引擎主要是由82750DB像素处理器，82750DB显示处理器以及视频RAM组成。

  35. 一）82750PB像素处理器 82750PB像素处理器芯片面积为 7.85*6.62mm2, 共有31万个晶体管，采用132条腿扁平封装；可执行25M单周期指令；最大传输速度每50MB/s，它支持全屏幕30帧/s图像压缩和解压缩；同时还提供视频信号处理功能、纹理映射和屏幕变换效果。

  36. 总体结构

  37. 二）82750DB显示处理器 和其他公司生产的CRTC有很多相似之处。功能组成： • 像素数据通道 • 色差插值器 • YUV到RGB彩色变换矩阵 • VBUS控制器 • 像素均衡器 • 三个8位D/A转换器

  38. 四、AVSS 和 AVK DVI软件系统中的音频视频子系统---AVSS AVK----Audio Video Kernel

  39. 第五章 多媒体计算机硬件及软件系统结构 5.1 DVI系统 5.2 将多媒体和通讯功能 集成到CPU芯片中

  40. 一、集成设计原则 在这里集成的含义是指：在原有计算机体系结构结构中，如何增加下述新的功能。 • 多媒体数据的获取 • 多媒体数据的压缩和解压缩 • 多媒体数据的实时处理和特技 • 多媒体数据的输出和多媒体通信

  41. 一）采用国际标准的设计原则 标准化是产业成功的前提，为了使新型的计算机增加多媒体数据的获取、压缩和解压缩、实时处理和特技、输出和通信等功能，设计时必须采用国际标准。

  42. 二）多媒体和通信功能的单独解决变成集中解决二）多媒体和通信功能的单独解决变成集中解决

  43. 三）体系结构设计和算法相结合 要求处理器具有如下特点： • 快速灵活的算术运算能力 • 扩展的动态范围 • 多操作数的同周期提取 • 硬件的循环缓冲 • 多个二维查找表（TD-LUT） • 无额外开销的循环和分支控制

  44. 四）把多媒体和通信技术作到CPU芯片中 将多媒体和通信功能融合到CPU芯片中。 融合方案分成两类： 一类是多媒体和通信功能为主，融合CPU芯片原有的计算功能； 另一类是以通用CPU计算功能为主,融合多媒体和通信功能。

  45. 二、 多媒体处理器—Mpact和Trimedia 1996年世界上很多厂商推出了多媒体处理器,其中佼佼者是Chromatic Research公司的Mpact , Philips 公司的Trimedia , Micro Unity的Media Processor以及 Nvidia NVI 高度集成的多媒体加速器。

  46. 一）Mpact 多媒体处理器及 PCI总线评价卡(EVB-101) 1. Mpact芯片的功能和工作原理

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