图形协处理器sm501在视频系统中的应用

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1、《装备制造技术》2009年第4期图形协处理器SM501在视频系统中的应用1,2赵雪梅（1.太原科技大学电子信息工程学院，山西太原030024;2.太原理工大学信息工程学院，山西太原030024）摘要：以一个包括SM501的嵌入式视频系统为实例，根据系统要求设计了该芯片的硬件电路，并讨论了图形协处理器SM501的图形显示和硬件加速功能，给出了详细的电路原理图和SM501的驱动程序。实验结果表明，多媒体图形协处理器通过和高性能的嵌入处理器相结合，可以达到同个人电脑水平相当的强大显示功能。对嵌入式系统中的图形显示应用设计有一定借鉴意义。关键词：嵌入式系统；SM

2、501；硬件加速；DM642中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1672-545X（2009）04-0051-03SM501是一款便携式图形显示协处理器芯片，专门为嵌2硬件系统接口设计入式CPU提供补充功能，具有视频和2D硬件加速能力，是由台湾慧荣公司（SiliconMotion,Inc.）专为嵌入式系统领域开发SM501有三种不同的系统架构配置方法[2]，其中两种是统的多媒体协处理器。为了降低系统的成本，它支持多种输入/一内存结构（UMA：UnifiedMemoryArchitecture），如图2所示。输出接口，包括模拟RGB、数字LCD屏

3、接口、8位并行接口、A配置使用专用的存储器，显示效果也最好。为SM501配USB、UART、IrDA、ZoomVideo、AC97或I2S、SSP、PWM和I2C，置本地SDRAM用作帧缓存：当SM501当作为从设备时，控制同时它还带有GPIO，便于与外部器件连接。SM501的2D引擎本地SDRAM，当作为主设备时，SM501通过对主CPU的请求包括一个前端色彩空间转换器，支持4:1和1:8的比例。视频获得总线控制权，访问系统内存。引擎支持在每个像素点8位、16位或32位数据宽度时2个不B配置是一种UMA，系统SDRAM同时作为系统内存和同的视频输出（双

4、显示屏），为每个视频输出提供三色硬件指显示帧缓冲。在这种配置下，SM501和主CPU之间的总线竞针。LCD支持后端YUV色空间转换和4:1/1:212比例缩放。争频繁，所以带宽有限，但是成本相对较低。ZoomVideo接口通过外部电路可实现NTSC/PAL和MPEG解C配置也是一种UMA，系统内存和帧缓冲都存放在本地码和电视信号输入。在各种显示接口下都可实现最高1024×SDRAM中，由于本地的SDRAM工作频率最高可达150MHz，768像素分辨率显示。SM501在总线接口上可以与现有的大多所以提供了比B配置更高的带宽，所以也是一种不错的选择。数嵌入式

5、处理器进行互联，并集成PCI接口。ABCPXA270PXA270PXA2701系统总体结构总线接口总线接口总线接口系统系统本设计是由IntelPXA270嵌入式ARM处理器，TI公司内存内存TMS320DM642（简称DM642）DSP处理器和SM501共同构成从主从主从的多CPU嵌入式视频处理系统，功能如下图1所示。PXA270模模模模模式式式式式处理器作为整个系统的核心，通过操作系统对整个系统资源CPU接口CPU接口CPU接口进行调控，包括存储器的分配，任务的调度以及对各个设备的SM501SM501SM501使用；TMS320DM642主要用于多路音

6、视频的采样和压缩编本地存储器接口本地存储器接口本地存储器接口码；SM501主要完成高质量的视频显示[1]。本地本地存储器存储器DM642HPIPXA270视频图2SM501系统配置方案输入在本设计中，由于要实现高质量的视频显示，所以选用了本地切换系统SDRAM总线SDRAMA配置。系统SDRAM为128MByte，本地SDRAM为16MByte，用作帧缓冲。本地视频SM501本设计中，主CPU为PXA270处理器，SM501作为从协处SDRAM输出理器与PXA270连接，PXA270提供了专门与协处理连接的端图1视频处理系统结构框图口，硬件连接如图3所示

7、。收稿日期：2009-01-20作者简介：赵雪梅（1979—），女,山西平遥人，助教，在读硕士,研究方向为嵌入式系统。51EquipmentManufactringTechnologyNo.4，2009在从模式下，SM501是作为PXA270的一个32位接有时端口和LCD端口上的高分辨率高帧率的显示[4]。驱动程序中钟的普通IO设备（VariableLatencyI/O），映射在PXA270的一的硬件初始化流程如图4。个除静态片选0以外的一个片选空间上，本设计中接在片选4为了测试SM501的性能，本设计中将一段测试代码加入上，地址映射关系如表1。到了驱动

8、程序中，主函数Test_image()，主要功能是将事先在系统内存中存放的数据拷