摘要:概述了多媒体处理芯片SAA7146A的主要特点,描述了其内部的主要结构和关键功能,介绍了其在视频音频处理领域的开发应用,并给出了在视频图像多媒体中相应实例。
关键词:多媒体 PCI总线 信号处理 图像采集
现在,基于PC机的多媒体应用越来越广泛,各种视频、音频信号处理技术日新月异。其中的关键技术之一就是计算机与各种外围多媒体器件的接口问题。PC机可供选择的总线接口基本上有ISA、PCI、USB三种。其中,ISA总线传输率很低,只有8MB/sCONTROL ENGINEERING China版权所有,基本上已被淘汰;USB接口虽然对用户来说使用很方便,但它的数据传输率也不够高,USB1.1版的数据传输率只有12MB/s。由于多媒体信号中的视频信号的实时处理对数据传输率要求很高,较高质量的彩色图像一般要求在30MB/s以上。因此,具有33.3MHz主频的32位的数据传输达132MB/sCONTROL ENGINEERING China版权所有,而64位的数据传输率高达264MB/s的PCI总线便在多媒体尤其是视频图像领域获得了广泛的应用。在众多的PCI接口控制芯片中,Philips公司的SAA7146A不仅具有符合PCI协议的控制电路,还集成了功能强
1 SAA7146A的主要特点
1.1 视频处理
(1)支持帧缓冲器与系统虚拟内存之间全尺寸、全速度的视频传送控制工程网版权所有,可为任何一款相应的PCI外围器件提供多种处理方式;(2)支持全带宽的PCI读写操作(最高可达132MB/s);(3)支持虚拟内存(每个DMA通道有4MB);(4)每帧最大可处理4095行,每行最大可处理4095个采样点;(5)具有针对视频电话和视频会议应用的图像镜像功能;(6)具有视频图像播转功能;(7)内置亮度、对比度、饱和度控制电路;(8)设置了寄存器编程序列器(RPS),能够对内部寄存器进行编程控制,可以同时处理两路异步数据流;(9)内置存储器管理单元电路(MMU),可支持Windows、Unix等系统的虚拟页模式存储器管理功能;(10)具有针对帧缓冲器的矩形裁剪功能,以减少PCI总线负载;
图1 SAA7146A的原理框图
1.2 音频处理
(1)具有时间片序列处理功能,能够同在两个异步双向数字音频接口上实现最大256bit的音频帧的复杂控制;(2)多种同步模式支持I2S和其它音频及DSP数据模式;(3)具音频输入级监控功能,可通过软件实现峰值控制;(4)具有可编程的位时钟产生电路CONTROL ENGINEERING China版权所有,从而可支持主动式和从动式两种应用。
1.3 缩处处理
(1)可对视频图像进行随机缩放,垂直方向可达1:1024,水平方向可达1:256;(2)内置高性能定标器单元(HPS),可提供两维的数据处理功能,具有相位纠正功能,可改善缩放视频数据的信号质量CONTROL ENGINEERING China版权所有,特别适用于图像压缩方面的应用;(3)内置的二进制比率定标器单元(BRS)支持CIF和QCIF格式,特点适用于视频电话和视频会议。
2 SAA7146A的内部结构及功能
图1所示为SAA7146A的内部原理框图,包含了众多接口,可为视频、音频等多媒体数据的传输和处理提供广泛的应用。
2.1 视频传输及处理
双D1(8位,CCIR-656)视频I/O端口可以连接诸如SAA7110和SAA7111A等数字视频解码器芯片、SAA7185B等数字视频编码器芯片,还能连接视频压缩芯片或者是兼容D1(CCIR656)的外部数字相机等。
双D1视频I/O端口也可以结合起来并行使用,变成兼容DMSD2的并行16位YUV视频总线端口,可直接与SAA7110和SAA7111A无缝连接,非常方便。
对视频信号,SAA7146A设置了两个处理功能单元。一个是高性