开放式多媒体应用平台(omap)设计

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1、开放式多媒体应用平台(OMAP)设计引言当今，消费者对无线通信服务的要求越来越高，单纯的语音服务已被复杂的多媒体应用所取代。而这些多媒体应用的发展必然使信号处理的复杂度大大增加，从而使移动终端软硬件的复杂度提高，能量消耗加大。而且，消费者在要求通信产品有更好功能的同时，还要求产品耗电量更低，体积更小。传统的单处理器方案已经不能满足这些处理要求。为解决这些矛盾，德州仪器(TI)公司提出了一种很好的解决方案，即可扩展开放式多媒体应用平台——OMAP。从1998年开始，TI推出了OMAP310、OMAP710、O

2、MAP1510、OMAP1610、OMAP5910/12、OMAPTM1处理器、OMAPTM2处理器、OMAPTM3处理器、OMAPTM4平台、OMAPTM5平台等处理器。由于OMAP系列处理器一直强调向上兼容性，所以系列之间的通用性很强，结构变化不大，程序便于移植。 OMAP5910是第一个将目标应用瞄准在嵌入式应用的高集成化的通用OMAP处理器，它的应用已经超出了无线领域，能够实现互连计算、嵌入式计算、远程计算及新兴的融合计算，不仅适于2．5G／3G手持终端及PDA市场，还将OMAP平台固有的优势进一步

3、扩展到了诸如数字媒体、生物特征识别、定位服务、增强型游戏及远程通信等新的客户、商业及工业应用领域。下面以OMAP5910为例介绍OMAP平台的软硬件架构。OMAP5910处理器内含一个增强型ARM处理器(ARM925)和TI公司最新研制出的低功耗定点DSP(TMS320C55x)。设计这一双核心组件的目的就是为了有效处理多媒体应用和MMI应用。在这两个核心中，ARM925用于执行操作系统(OS)，而DSP用于处理所有多媒体应用。将两个核心放在一个289接脚的芯片中，这样不但节约电路板空间，而且可以降低功耗和

4、成本。除了这两个功能强大的核心外，OMAP组件中还备有各种各样的片上外围设备，使用户能够以一种几乎无缝的方式与USB、UART、蓝牙组件以及GSM模块等通用组件接口。下面分别讨论OMAP组件的具体细节。 一、OMAP硬件结构概述OMAP平台由一个微处理器子系统(ARM)，一个DSP子系统，一个内存接口流量控制器、一些专用的多媒体应用外围设备(MWA)和一个多任务接口构成。OMAP中每个核心的最高执行速度都可达到150MHz，并且都可以随作业频率的降低而作出相应改动以节约功耗。ARM既支持32位也支持16位(

5、Thumb模式)指令集。C55xDSP内有5组数据总线，在一个周期内允许三次读取作业和两次写入作业。C55x最独特的一点就是它具备双MAC结构，并且其内部具有一个硬件图形加速器。综上所述，C55xDSP是一款高度复杂但功能强大的，专为基于多媒体的实时应用而设计低功耗组件。 流量控制器(TC)用于控制对外部内存的存取，其最高工作频率为75MHz。TC提供三个接口，它们分别叫做外部内存快速接口(EMIFF)，外部内存慢接口(EMIFS)和内部存储器接口(IMIF)。其中，EMIFF可与SDRAM连接，而EMIF

6、S只能与闪存和速度稍慢的ROM连接。OMAP内还有192K的内部存储器，由ARM和DSP共享。但只有ARM才能配置DSP中的MMU(内存映像单元)，因而决定DSP应以怎样的方式存取这些资源。TC可以看作储存资源的守卫，由它内部的仲裁器来决定哪个核有权利存取这些资源，以及是否可以让两个核同时存取这些资源。 为了加速数据存取速度以及执行外部内存内的代码，C55xDSP中加入了数据和程序缓冲存储器。ARM中有一个16KB的程序缓冲存储器和一个8KB的数据缓冲存储器。而DSP中只有一个24KB的程序缓冲存储器。在O

7、MAP中央有一个高性能的9信道系统直接内存存取器(DMA)。这个9信道DMA允许在不同的埠间传送数据，而无需ARM干涉。DMA可作业的端口包括EMIFF、EMIFS、IMIF和周边组件。在这个9信道DMA的顶端，有一个LCD控制器的专用DMA信道，它可以将数据从IMIF或EMIFF传送到LCD。 OMAP组件中有品种丰富的片上外围设备，这些外围设备可分为DSP专用外围设备、DSP公共外围设备、MPU/DSP共享外围设备、MPU公共外围设备和MPU专用外围设备，其中有些外围设备只能用于DSP或ARM，其它的则

8、可由二者共享。有了这些外围设备，OMAP组件就可以和各种各样的储存媒介接口，例如多媒体卡、SD卡、SONY记忆卡以及各种符合串行接口标准的内存。此外，OMAP还能作为一个USB1.10主控器，因而基于OMAP的组件就可以直接利用打印机打印相片，而无需接一台PC机。图一OMAP中的两个核心透过几组外围设备总线存取周边组件。注意，每一个核心都有专用的外围设备总线，这些总线又与其它总线连接，以实现组件内完全互联。核心对