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SAA7146A |
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多媒體PCI接口控制芯片SAA7146A及其應(yīng)用
可以與SAA7360、SAA7366（ADC）、SAA7350和SAA7351(DAC)等音頻采樣處理芯片進(jìn)行無縫連接，內(nèi)部設(shè)置兩個獨(dú)立的接口控制電路，最大可處理2%26;#215;128bit幀的音頻數(shù)據(jù)流。 2.3 擴(kuò)展數(shù)據(jù)總線接口及I2C總線接口 擴(kuò)展數(shù)據(jù)總線接口（DEB1）為外圍多媒體設(shè)備提供了8位或者16位的數(shù)據(jù)傳輸和編程控制功能，可以將外部提供的壓縮MPEG或JPEG數(shù)據(jù)的集成電路芯片連接到PCI總線，支持立即傳輸和最大可達(dá)23MB/s的塊傳輸方式（DMA）； I2C總線接口可以方便地對具有I2C接口的外圍芯片如視頻解碼器SAA7110和SAA7111A、編碼器SAA7185B和SAA7187或者音頻芯片進(jìn)行通訊和控制。 2.4 PCI總線接口及其控制 符合2.1版的PCI接口電路具有主從功能。對視頻信號的處理提供了在三個DMA通道，每個通道設(shè)置了128個雙字的FIFO，視頻通道支持典型的如象素、行、場、幀等視頻數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；對音頻信號的控制設(shè)置了4個DMA通道，每個有24個雙字的FIFO；對擴(kuò)展數(shù)據(jù)接口，既能進(jìn)行單個指令的直接存�。⒓茨Ｊ剑�，也可以通過一個具有32個雙字的FIFO的數(shù)據(jù)DAM通道進(jìn)行塊模式的數(shù)據(jù)流傳輸。 SAA7146A內(nèi)部還集成了存儲器管理單元（MMU），通過一個用軟件驅(qū)動程序設(shè)置的存儲在系統(tǒng)內(nèi)存中的頁表可以將線性地址轉(zhuǎn)換成物理地址，對每個DAM通道，MMU支持最大4MB的虛擬地址空間。 3 SAA7146A的開發(fā) SAA7146A是基于PCI總線的多媒體接口和控制芯片，眾多的接口能夠連接處理多種多媒體信號。在這些信號中，實(shí)時(shí)視頻信號的傳輸處理對數(shù)據(jù)傳輸率的要求最高。而基于PCI總線的SAA7146A除了能處理音頻及其它數(shù)據(jù)外，還在視頻功能上提供了符合PCI協(xié)議的高速傳輸和多種處理能力，使得它在多媒體尤其是在視頻處理領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。下面就SAA7146A在視頻處理的應(yīng)用上給出一個圖像采集處理的開發(fā)實(shí)例。 圖2所示為一視頻圖像采集處理系統(tǒng)的原理圖，信號來自CCD攝像機(jī)。視頻前端解碼器芯片采用SAA7111，它與SAA7146A一樣，都屬于Philips公司開發(fā)的視頻處理系列芯片，便于相互通訊和實(shí)現(xiàn)無縫連接。傳統(tǒng)的視頻圖像采集處理系統(tǒng)大都要設(shè)置視頻存儲器，還要考慮復(fù)雜的同步、存儲器讀寫等控制信號的產(chǎn)生和相關(guān)邏輯。由于SAA7146A有符合PCI協(xié)議的高速數(shù)據(jù)傳輸率，有和SAA7111兼容的視頻接口和高效的內(nèi)部處理電路，可以不采用存儲器，只需將解碼器芯片和接口芯片簡單地進(jìn)行無縫連接就能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)視頻信號和高速采集和處理，大大簡化了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 SAA7111是功能強(qiáng)大的可編程視頻輸入處理芯片，它可將攝像機(jī)輸出的PAL、NTSC等不同制式的模擬復(fù)合全電視信號解碼成亮度、色度信號。輸出的數(shù)字視頻信號格式有411YUV(16)、422YUV(12位)、422YUV或CCIR-656(8位)、565RGB（16位）、888RGB（24位）等可供選擇。此外還提供了象素、時(shí)鐘信號、行場等多種同步信號。其所有的可編程功能是通過I2C總線對內(nèi)部的32個寄存器相應(yīng)的控制位置相應(yīng)的數(shù)值來完成的，而SAA7146A的I2C接口可以很方便地對其進(jìn)行編程和控制。由于SAA7146A的實(shí)時(shí)視頻端口既能當(dāng)作兩個獨(dú)立的D1（8位 CCIR-656）視頻I/O口使用，也能并行地當(dāng)作一個16位的YUV視頻總線接口使用，每個端口都有自己相應(yīng)的象素、時(shí)鐘、水平和垂直同步信號，因此它支持SAA7111的所有輸出格式，用戶可以通過對SAA7146A內(nèi)部的視頻端口控制寄存器和HPS控制寄存器的相應(yīng)控制位編程進(jìn)行選擇。只要設(shè)置為并行的422的16位YUV信號，就可以將SAA7111的16位VPO總線與SAA7146A的雙D1口直接相連。Y、C信號究竟連接雙端哪一個可以通過HPS控制寄存器來進(jìn)行設(shè)置，這里將SAA7111輸出的8位Y信號連接到SAA7146A的D1-A端口。8位C信號連接到D1-B端口，將SAA7111產(chǎn)生的象素信號CREF、時(shí)鐘信號LLC2、水平同步信號HS、垂直同步信號VS等控制信息分別連接到SAA7146A用作色度信號端口（這里即為D1-B）的PXQ-B、LLC-B、HS-B、VS-B管腳上以輸入處理422YUV 16位數(shù)字視頻信號所必需的同步、時(shí)鐘等控制信號。由于SAA7111的工作模式、控制功能是通過I2C總線對其內(nèi)部的寄存器進(jìn)行編程實(shí)現(xiàn)的，因此必須將SAA7111的I2C總線的SDA和SCL信號線與SAA7146A同名的管腳進(jìn)行連接，然后通過軟件層次對SAA7146A內(nèi)部的I2C總線控制寄存器進(jìn)行編程，從而達(dá)到通過SAA7146A對SAA7111進(jìn)行控制的目的。 這樣，通過簡單的無縫連接就完成了一個視頻圖像采集處理系統(tǒng)。余下的工作就是通過軟件完成相關(guān)的功能控制和利用SAA7146A內(nèi)部的兩個視頻處理單元HPS和BRS完成視頻圖像的裁剪、翻轉(zhuǎn)、捕獲、回放等處理功能，這也只需通過軟件對HPS和BRS控制寄存器進(jìn)行編程即可實(shí)現(xiàn)。 圖3 綜合應(yīng)用簡例 4 SAA7146A的綜合應(yīng)用 除了在視頻應(yīng)用領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用以外，SAA7146A也能夠結(jié)合音頻實(shí)現(xiàn)多媒體綜合應(yīng)用。圖3所示為一應(yīng)用簡例的原理框圖。 圖中，SAA7360/66將模擬音頻信號進(jìn)行采樣、A/D變換、編碼后交給SAA7146A，通過PCI局部總線送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理；反過來，SAA7146A也可以將計(jì)算機(jī)存儲的數(shù)字音頻信號通過PCI總線交給SAA7350/7351進(jìn)行反變換、D/A轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成模擬信號后送給揚(yáng)聲器播放，完成音頻信號的傳輸和處理功能。SAA7111可將PAL、NTSC等不同制式的模擬視頻信號進(jìn)行采樣，解碼成YUV或其它格式的數(shù)字信號，然后交給SAA7146A進(jìn)行處理，通過PCI總線送給微型計(jì)算機(jī)；反過來，SAA7146A也可將計(jì)算機(jī)的數(shù)字視頻信號通過PCI總線交給SAA7185B編碼器進(jìn)行視頻編碼，變換成模擬視頻信號送給監(jiān)視器播放，完成視頻信號的傳輸和處理功能；此外，MPEG、JPEG等壓縮/解壓器芯片可以將原始視頻和音頻信號壓縮后通過SAA7146A送入微型計(jì)算機(jī)，將計(jì)算機(jī)的壓縮信號解壓后送出進(jìn)行變換和播放。同時(shí)，通過I2C總線，SAA7146A可以方便地通過軟件編程對這些視頻和音頻處理芯片進(jìn)行控制以完成用戶特定的工作要求。由于SAA7146A有多個獨(dú)立的DMA通道分別進(jìn)行音頻和視頻的處理，內(nèi)部的作機(jī)制和基于PCI總線的高速數(shù)據(jù)傳輸率使得它能夠同時(shí)完成對音頻和視頻的處理，從而構(gòu)成一個完善高效的多媒體應(yīng)用系統(tǒng)。
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