雙核架構(gòu)的3g通信終端的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于電子通信領(lǐng)域，涉及數(shù)字信號(hào)處理設(shè)備，特別是一種雙核架構(gòu)的3G通信終端。
【背景技術(shù)】
[0002]第三代(3G)無線通信技術(shù)將為蜂窩通信系統(tǒng)和個(gè)人通信系統(tǒng)提供真正意義上的寬帶服務(wù)，服務(wù)商將提供更高水準(zhǔn)的無線多媒體服務(wù)，包括數(shù)據(jù)、音頻、視頻和語音服務(wù)等。為了充分挖掘3G的多媒體通信潛力，系統(tǒng)開發(fā)者需要一種新型的軟件和硬件技術(shù)。較目前而言，硬件平臺(tái)必須具有高性能，低功耗，高集成度等特點(diǎn)。由于它必須符合多媒體、移動(dòng)操作系統(tǒng)和終端用戶等標(biāo)準(zhǔn)，還必須符合較大范圍的變化，因此編程必須具有較大的靈活性。
[0003]移動(dòng)通信市場(chǎng)不斷增長，無線因特網(wǎng)的應(yīng)用越來越多，分離的終端逐步合并為單一的多媒體終端設(shè)備。包括MPEG4、TTS、因特網(wǎng)音頻、視頻會(huì)議等新的應(yīng)用需要功能更強(qiáng)、功耗更低的處理器OMAP芯片完全滿足這些新應(yīng)用的要求。此外，OMAP開放的體系結(jié)構(gòu)使第三方開發(fā)者容易開發(fā)出新的無線多媒體應(yīng)用軟件。OMAP在移動(dòng)通信與多媒體信號(hào)處理方面的技術(shù)優(yōu)勢(shì)使OMAP芯片非常適合應(yīng)用于第三代手機(jī)、無線數(shù)字助理、未來掌上電腦等領(lǐng)域。
[0004]移動(dòng)通信的發(fā)展對(duì)數(shù)字信號(hào)處理器提出了越來越高的要求，傳統(tǒng)的DSP芯片已不能勝任。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的不足，本發(fā)明公開了一種雙核架構(gòu)的3G通信終端。
[0006]本發(fā)明所述雙核架構(gòu)的3G通信終端，包括DSP網(wǎng)關(guān)，及中央處理器核和數(shù)字信號(hào)處理核，所述中央處理器核、數(shù)字信號(hào)處理核及DSP網(wǎng)關(guān)均與DSP/B10S橋數(shù)據(jù)連接。
[0007]優(yōu)選的，所述中央處理器核為ARM925。
[0008]優(yōu)選的，所述數(shù)字信號(hào)處理核為TMS320C55。
[0009]優(yōu)選的，所述DSP網(wǎng)關(guān)包含視頻接口、網(wǎng)絡(luò)接口及音頻接口。
[0010]優(yōu)選的，所述DSP/B10S橋包含DSP管理器、鏈接驅(qū)動(dòng)器和DSP管理服務(wù)器。
[0011]采用本發(fā)明所述的雙核架構(gòu)的3G通信終端，采用雙核結(jié)構(gòu)，把高性能低功耗的DSP核與控制性能強(qiáng)的ARM微處理器結(jié)合起來，運(yùn)算處理能力強(qiáng)、功耗低，在移動(dòng)通信和多媒體信號(hào)處理方面具有明顯優(yōu)勢(shì)；同時(shí)以開放式軟件體系結(jié)構(gòu)、雙CPU硬件通道為其設(shè)計(jì)特點(diǎn)，易于編程、集成化。
【附圖說明】
[0012]圖1為本發(fā)明一種【具體實(shí)施方式】示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0014]本發(fā)明所述雙核架構(gòu)的3G通信終端，包括DSP網(wǎng)關(guān)，及中央處理器核和數(shù)字信號(hào)處理核，所述中央處理器核、數(shù)字信號(hào)處理核及DSP網(wǎng)關(guān)均與DSP/B10S橋數(shù)據(jù)連接。
[0015]本發(fā)明由DSP核、ARM核以及業(yè)務(wù)控制器(Traffic Controller)組成。這三部分可以獨(dú)立進(jìn)行時(shí)鐘管理，有效地控制功耗，如圖1所示。TI增強(qiáng)型ARM925核是ARM RISC體系結(jié)構(gòu)的先進(jìn)代表，工作主頻為175MHz。它包括存儲(chǔ)器管理單元、16K字節(jié)的高速指令緩沖存儲(chǔ)器、8K字節(jié)的數(shù)據(jù)高速緩沖存儲(chǔ)器和17個(gè)字的寫緩沖器。片內(nèi)有1.5MB的內(nèi)部SRAM，為液晶顯示等應(yīng)用提供大量的數(shù)據(jù)和代碼存儲(chǔ)空間。它有13個(gè)內(nèi)部中斷和19個(gè)外部中斷，采用兩級(jí)中斷管理。此外，核內(nèi)還有ARM CP15協(xié)處理器和保護(hù)模塊。C55x DSP核具有最佳的功耗性能比，工作主頻為200MHz。它采用了三項(xiàng)關(guān)鍵的革新技術(shù):增大的空閑省電區(qū)域、變長指令、擴(kuò)大的并行機(jī)制。其結(jié)構(gòu)對(duì)于多媒體應(yīng)用高度優(yōu)化，適合低功耗的實(shí)時(shí)語音圖像處理。C55xDSP核增加了處理運(yùn)動(dòng)估計(jì)、離散余弦變換、離散余弦反變換和I / 2像素插值的硬件加速器，降低了視頻處理的功耗。C55x DSP核內(nèi)部有32K字的雙存取SRAM，48K字的單存取SRAM和12K字的高速指令緩存。此外，核內(nèi)還包含存儲(chǔ)器管理單元、兩級(jí)中斷管理器和直接存儲(chǔ)器訪問單元。0MAP1510芯片具有豐富的外圍接口，如:液晶控制器、存儲(chǔ)器、攝像機(jī)、空中、藍(lán)牙、通用異步收發(fā)器、I2C主機(jī)、脈寬音頻發(fā)生器、串行、主客戶機(jī)USB、安全數(shù)字多媒體卡控制器、鍵盤等接口。這些豐富的外圍接口，使0MAP1510特別適用于第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)。
[0016]軟件結(jié)構(gòu)建立在兩個(gè)操作系統(tǒng)上:一是基于ARM的操作系統(tǒng)，如Windows CE、Linux等；二是基于DSP的DSP / B1S。連接兩個(gè)操作系統(tǒng)所使用的核心技術(shù)是DSP / B1S橋。它是實(shí)現(xiàn)和使用OMAP的關(guān)鍵。對(duì)于軟件開發(fā)者來說，DSP / B1S橋提供了一種使用DSP的無縫接口，允許開發(fā)者在GPP (通用處理器，包括ARM)上使用標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用編程接口，訪問并控制DSP的運(yùn)行環(huán)境。利用TI公司的Code Composer Stud1集成開發(fā)環(huán)境,從開發(fā)者的角度來看，OMAP好像僅用GPP處理器就完成了所有處理功能。這樣，開發(fā)者就不需要為兩種處理器分別編程，這使編程工作大為簡(jiǎn)化。在OMAP體系結(jié)構(gòu)下，開發(fā)者可以像對(duì)待單個(gè)GPP那樣對(duì)OMAP的雙處理器平臺(tái)進(jìn)行編程。
[0017]本發(fā)明支持多種實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)在ARM925微處理器上工作，用來對(duì)ARM925微處理器進(jìn)行實(shí)時(shí)多任務(wù)調(diào)度管理，對(duì)DSP C55x進(jìn)行控制和通信，同時(shí)也支持多種實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)在DSP C55x上工作，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的多媒體信號(hào)處理。DSP / B1S橋包含DSP管理器，DSP管理服務(wù)器，RAM、DSP和外圍接口鏈接驅(qū)動(dòng)。DSP / B1S橋提供運(yùn)行在ARM925上的應(yīng)用程序和運(yùn)行在DSP C55x上的算法之間的通信管理服務(wù)。開發(fā)者可以利用該橋中的應(yīng)用編程接口，控制DSP中實(shí)時(shí)任務(wù)的執(zhí)行，并與DSP交換任務(wù)運(yùn)行結(jié)果和狀態(tài)消息。在這個(gè)環(huán)境下，開發(fā)者可以調(diào)用局部DSP網(wǎng)關(guān)組件完成諸如視頻、音頻和語音等功能。因此，開發(fā)者不需要了解DSP和該橋就能開發(fā)新的應(yīng)用軟件，如圖1所示。
[0018]開發(fā)多媒體應(yīng)用程序時(shí)，可以通過標(biāo)準(zhǔn)的多媒體應(yīng)用編程接口(MM API)，使用多媒體引擎，方便了應(yīng)用程序的開發(fā)；多媒體引擎對(duì)相關(guān)的DSP任務(wù)通過DSP應(yīng)用編程接口(DSP API)使用DSP / B1S橋；最后由DSP / B1S橋?qū)?shù)據(jù)、I / O流和DSP任務(wù)控制進(jìn)行協(xié)調(diào)。
[0019]軟件平臺(tái)獨(dú)立于硬件平臺(tái)，如何使兩個(gè)操作系統(tǒng)無縫工作，是實(shí)現(xiàn)開放的軟件平臺(tái)的關(guān)鍵。其核心技術(shù)就是正式應(yīng)用OMAP平臺(tái)上的DSP / B1S橋。
[0020]DSP / B1S橋用于連接DSP和其他通用處理器(GPP)上的OS。GPP在OMAP里是ARM,還可以是 MIPS (Microprocessor without Interlocked Pipe Stage)等。DSP / B1S橋用于非對(duì)稱的、由一個(gè)通用處理器(GPP)和一個(gè)或多個(gè)DSP組成的多處理器環(huán)境。DSP /B1S橋作為GPP OS和DSP OS的軟件組合，把兩個(gè)操作系統(tǒng)連接在一起。這種連接能夠使GPP端的客戶與DSP上的任務(wù)交換信息和數(shù)據(jù)。連接分為兩種類型:消息子連接和數(shù)據(jù)流子連接。每種子連接都按順序傳遞消息，哪個(gè)消息先到消息鏈，哪個(gè)消息就先被傳遞；同樣哪個(gè)數(shù)據(jù)流先到數(shù)據(jù)流鏈，哪個(gè)數(shù)據(jù)流就先被傳遞。每個(gè)子連接都獨(dú)立地進(jìn)行操作，例如:GPP先發(fā)送數(shù)據(jù)流，然后發(fā)送消息；如果消息有高優(yōu)先級(jí)，那么消息比數(shù)據(jù)流先到DSP。
[0021]DSP任務(wù)通常用消息對(duì)象傳送控制和狀態(tài)信息，用數(shù)據(jù)流對(duì)象傳送高效實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流。
[0022]實(shí)施例1多媒體終端硬件方案
移動(dòng)多媒體終端的硬件結(jié)構(gòu)方案中3G移動(dòng)電話卡實(shí)現(xiàn)基于3G無線傳輸技術(shù)(RTT)規(guī)范的空中接口功能，包括射頻模塊和基帶處理模塊以及相應(yīng)的物理層軟件。本方案采用CDMA2000技術(shù)規(guī)范。3G移動(dòng)電話卡與0MAP1510的接口可通過TI外設(shè)總線接口實(shí)現(xiàn)。
[0023]CDMA2000的實(shí)現(xiàn)分為CDMA 2000-1X和CDMA2000-3X兩個(gè)階段。前者的數(shù)據(jù)速率為144kbps，后者的移動(dòng)車載用戶達(dá)到144kbps，移動(dòng)步行用戶可達(dá)到384kbps，室內(nèi)固定用戶達(dá)到2Mbps，可實(shí)現(xiàn)無線因特網(wǎng)接人、會(huì)議電視等高速多媒體分組數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)和話音業(yè)務(wù)。下面主要介紹移動(dòng)多媒體終端的協(xié)議軟件結(jié)構(gòu)。終端協(xié)議結(jié)構(gòu)由兩部分組成:是信令協(xié)議棧和應(yīng)用業(yè)務(wù)協(xié)議棧。
[0024]實(shí)施例2基于CDMA2000的協(xié)議軟件設(shè)計(jì)方案
CDMA2000的信令協(xié)議棧包括高層信令層、數(shù)據(jù)鏈路層(分成LAC子層和MAC子層)以及物理層。其中高層信令層主要描述了信令結(jié)構(gòu)、安全認(rèn)證、信令控制和應(yīng)用、消息格式等；LAC子層提供信令傳輸?shù)目煽啃员ＷC，包括鑒權(quán)、ARQ、功用、分割重裝等；MAC子層完成邏輯信道業(yè)務(wù)的復(fù)分接以及QoS控制等功能；物理層實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)編解碼和調(diào)制解調(diào)等物理信道的處理。
[0025]應(yīng)用業(yè)務(wù)協(xié)議棧包括多媒體視頻/音頻編解碼器、實(shí)時(shí)傳輸協(xié)議(RTP)、呼叫控制信令協(xié)議、TCP / IP、PPP等。3G移動(dòng)通信系統(tǒng)中的多媒體應(yīng)用基于IP分組數(shù)據(jù)交換，多媒體會(huì)話的呼叫控制管理由一套信令協(xié)議集完成。常用的有兩種:H.323(基于分組的多媒體通信系統(tǒng))和SIP(會(huì)話發(fā)起協(xié)議)。H.323是目前應(yīng)用比較廣泛的信令協(xié)議集，其中視頻編解碼器采用H.263標(biāo)準(zhǔn)，音頻編解碼器采用G.723標(biāo)準(zhǔn)。RTP及其配對(duì)協(xié)議RTCP提供對(duì)等多媒體應(yīng)用層相關(guān)信息，而UDP協(xié)議可減少實(shí)時(shí)多媒體流的傳輸延遲。H.225.0和H.245協(xié)議分別是H.323的呼叫控制協(xié)議，運(yùn)行在TCP協(xié)議上。
[0026]移動(dòng)多媒體終端軟件的另一重要組成部分是嵌入式操作系統(tǒng)。目前比較流行的嵌入式主流操作系統(tǒng)有VxWorks、WinCE、Linux等，其中Linux為開放源代碼,成本低且開發(fā)潛力大，支持ARM、PowerPC、x86等多種處理器。因此，本方案采用嵌入式Linux操作系統(tǒng)。嵌入式Linux操作系統(tǒng)可自主開發(fā),也可購買商用成熟的產(chǎn)品,如μ C Linux等。
[0027]前文所述的為本發(fā)明的各個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，各個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的優(yōu)選實(shí)施方式如果不是明顯自相矛盾或以某一優(yōu)選實(shí)施方式為前提，各個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式都可以任意疊加組合使用，所述實(shí)施例以及實(shí)施例中的具體參數(shù)僅是為了清楚表述發(fā)明人的發(fā)明驗(yàn)證過程，并非用以限制本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，本發(fā)明的專利保護(hù)范圍仍然以其權(quán)利要求書為準(zhǔn)，凡是運(yùn)用本發(fā)明的說明書及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.雙核架構(gòu)的3G通信終端，其特征在于，包括DSP網(wǎng)關(guān)，及中央處理器核和數(shù)字信號(hào)處理核，所述中央處理器核、數(shù)字信號(hào)處理核及DSP網(wǎng)關(guān)均與DSP/B1S橋數(shù)據(jù)連接。2.如權(quán)利要求1所述的雙核架構(gòu)的3G通信終端，其特征在于，所述中央處理器核為ARM925。3.如權(quán)利要求1所述的雙核架構(gòu)的3G通信終端，其特征在于，所述數(shù)字信號(hào)處理核為TMS320C55。4.如權(quán)利要求1所述的雙核架構(gòu)的3G通信終端，其特征在于，所述DSP網(wǎng)關(guān)包含視頻接口、網(wǎng)絡(luò)接口及音頻接口。5.如權(quán)利要求1所述的雙核架構(gòu)的3G通信終端，其特征在于，所述DSP/B1S橋包含DSP管理器、鏈接驅(qū)動(dòng)器和DSP管理服務(wù)器。
【專利摘要】雙核架構(gòu)的3G通信終端，包括DSP網(wǎng)關(guān)，及中央處理器核和數(shù)字信號(hào)處理核，所述中央處理器核、數(shù)字信號(hào)處理核及DSP網(wǎng)關(guān)均與DSP/BIOS橋數(shù)據(jù)連接。采用本發(fā)明所述的雙核架構(gòu)的3G通信終端，采用雙核結(jié)構(gòu)，把高性能低功耗的DSP核與控制性能強(qiáng)的ARM微處理器結(jié)合起來，運(yùn)算處理能力強(qiáng)、功耗低，在移動(dòng)通信和多媒體信號(hào)處理方面具有明顯優(yōu)勢(shì)；同時(shí)以開放式軟件體系結(jié)構(gòu)、雙CPU硬件通道為其設(shè)計(jì)特點(diǎn)，易于編程、集成化。
【IPC分類】H04N21/443, H04N7/14, H04N21/41
【公開號(hào)】CN105635766
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410575918
【發(fā)明人】史軍
【申請(qǐng)人】史軍
【公開日】2016年6月1日
【申請(qǐng)日】2014年10月25日