CN101282477A - 基于RapidIO互联的多核DSP阵列媒体处理***及其方法 - Google Patents

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虞水中
吴涛
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Abstract

本发明涉及一种基于RapidIO互联的多核DSP阵列媒体处理***及其方法。它由RapidIO将3个以上的多核DSP串行互联，封装在一个芯片内部，其核之间的通信采用高速总线和共享内存来实现；媒体的处理方法是：将高清媒体处理流分别发送到多个DSP高清解码器进行解码处理；其结果通过RapidIO传输到另外1个多核DSP画面融合器，再将处理后的信号送入多核DSP高清编码器中进行编码处理。本发明应用了RapidIO交换技术，能够在每个DSP芯片之间分别提供一个最高10Gbps的低延时数据交换通路，保证了流水线方式处理的可行性，它极大提高单个DSP芯片的处理密度，能够高效地根据每个DSP内核的处理负载实时分配处理任务。

Description

基于RapidIO互联的多核DSP阵列媒体处理***及其方法
技术领域
本发明涉及一种多核DSP***中的任务调度方法，特别涉及一种基于RapidIO互联的多核DSP阵列媒体处理***及其方法。
背景技术
多媒体处理(如H.263，MPEG-4，H.264编解码 转码)都涉及都非常复杂的数学运算，需要耗费大量的处理资源，例如：H.264 CIF(352x288像素点)格式实时每秒30帧的编码运算需要耗费1000Mhz以上的通用CPU运算资源，目前最快的Intel P4 4GHz的CPU也只能支持4～5路，最快的单核DSP也只能支持7～8路。传统的单个单核DSP无法处理高清(HD Full HD)的视频。为了满足大量并行数据处理，DSP借助PCI总线接口，通过PCI桥可以实现多DSP总线互连，共享彼此的资源，使DSP之间可以直接进行数据交换。通用总线结构存在的主要问题是：当***总线存在多个设备时，每个设备共用总线带宽，需要通过仲裁分时占用总线，造成每个设备可使用的总线带宽不足。由于半导体技术的发展遭遇到了技术瓶颈，单纯提高芯片的主频不再可行，从通用CPU到DSP都在向多核处理器的构架迁移。有些复杂的运算需要多颗多核DSP处理，RapidIO是一种高速、包交换式点对点协议，具有可预测的低时延特性，非常适合于在视频转码、工业成像、媒体网关、无线基站、以及其它对带宽和低时延有严格要求的应用中连接可扩展的多个DSP。目前，RapidIO在高清多媒体处理领域的应用还有待于进一步的开发和应用。
发明内容
为了克服现有技术存在的不足，本发明提供一种多核DSP的动态任务分配和调度的媒体处理***及其方法。
为了达到上述发明目的，本发明采取的技术方案是提供一种基于RapidIO互联的多核DSP阵列多媒体处理***，其特点在于：它由RapidIO将3个以上的多核DSP串行互联，封装在一个芯片内部，其核之间的通信采用高速总线和共享内存来实现；所述的串行互连形式为星型拓扑结构、Mesh拓扑结构、环型拓扑结构或点到点拓扑结构中的一种或它们的组合；所述的多核DSP，其中，1个为高清编码器，1个为画面融合器，其余为高清解码器。
本发明技术方案还提供一种基于RapidIO互联的多核DSP阵列多媒体处理方法，其特点在于步骤如下：
(1)将高清媒体处理流分别发送到多个多核DSP高清解码器进行解码处理；
(2)将上述处理结果通过RapidIO传输到另外1个多核DSP画面融合器中进行画面融合处理；
(3)再将处理后的信号送入多核DSP高清编码器中进行编码处理。
本发明应用了业界领先的RapidIO交换技术，能够在每个DSP芯片之间分别提供一个最高10Gbps的低延时数据交换通路，保证了流水线方式处理的可行性。同时，由于本发明的每个DSP芯片只承担处理某一项功能，极大提高单个DSP芯片的处理密度，多核DSP的动态任务分配和调度方法，能够高效地根据每个DSP内核的处理负载实时分配处理任务。
附图说明
图1是本发明实施例基于RapidIO互联的DSP星型拓扑结构示意图；
图2是多媒体处理方法的工作流程图；
图3是本发明实施例基于RapidIO互联的DSP Mesh拓扑结构示意图；
图4是本发明实施例基于RapidIO互联的DSP环型拓扑结构示意图；
图5是本发明实施例基于RapidIO互联的DSP点到点拓扑结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
实施例1：
参见附图1，它是本实施例基于RapidIO互联的多核DSP星型拓扑结构示意图；5个多核DSP通过RapidIO Switch呈星型连接，多核DSP中，1个为高清编码器，1个为画面融合器，3个为高清解码器。本实施例将5个DSP核封装在一个芯片内部，核之间通过高速总线和共享内存来通信。每个DSP核独立运行在高达1GHz的频率上，极大提高单个DSP芯片的处理密度，同时降低功耗和面积。
对于复杂的视频处理，例如：1280x720的H.264编码，单一DSP核不能够处理，采用本发明技术方案，这些复杂的视频应用可以遵循流水线的方式来处理，每个DSP芯片只承担处理某一项功能，例如：视频解码或画面合成，一个视频流先在一个DSP内部作视频解码，然后解码后的数据传送到另一个DSP作画面合成，合成后的视频数据再交换到另一个DSP作编码处理。流水线方式的处理降低了任务调度和资源管理的复杂度，但是要求DSP芯片之间有高速的数据交换通路。
参见附图2，它是本实施例多媒体处理方法的工作流程图；在本实施例中，待处理的任务为三方高清会议视频桥，来自三方的媒体流分别被输送到DSP1、DSP2和DSP3高清解码器进行解码处理，得到的信号通过RapidIO Switch输送到DSP4画面融合器进行画面融合处理，数据流再通过RapidIO Switch输送到DSP0高清编码器进行编码处理，得到的码流直接发送到与会三方。
本发明应用RapidIO交换技术，能够在每个DSP芯片之间分别提供一个最高10Gbps的低延时数据交换通路，保证了流水线方式的处理是可行的。RapidIO架构为通过一个高速点对点串行I/O网络进行多个DSP之间的通信提供了一个可预测的标准，它可以被配置成多种不同的拓扑形式以满足运算要求。
参见附图3，它是本发明基于RapidIO互联的DSP Mesh拓扑结构示意图；参见附图4，它是本发明的DSP环型拓扑结构示意图；参见附图5，它是本发明的DSP点到点拓扑结构示意图。在此基于RapidIO互联的多核DSP阵列媒体处理***中，本发明在操作***层面构架了一套流水线式的多核媒体处理方法，动态在多个核之间调配处理任务，达到了低延时和负载均衡。多核DSP的动态任务分配和调度方法，能够高效地根据每个DSP内核的处理负载实时分配处理任务，避免出现静态资源分配算法导致的资源“碎片”，支持单一DSP运行多种算法，并且极大减少了***延时和抖动。

Claims (2)

1.一种基于RapidIO互联的多核DSP阵列媒体处理***，其特点在于：它由RapidIO将3个以上的多核DSP串行互联，封装在一个芯片内部，其核之间的通信采用高速总线和共享内存来实现；所述的串行互连形式为星型拓扑结构、Mesh拓扑结构、环型拓扑结构或点到点拓扑结构中的一种或它们的组合；所述的多核DSP，其中，1个为高清编码器，1个为画面融合器，其余为高清解码器。
2.一种基于RapidIO互联的多核DSP阵列多媒体处理方法，其特点在于步骤如下：
(1)将高清媒体处理流分别发送到多个多核DSP高清解码器进行解码处理；
(2)将上述处理结果通过RapidIO传输到另外1个多核DSP画面融合器中进行画面融合处理；
(3)再将处理后的信号送入多核DSP高清编码器中进行编码处理。
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Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Assignee: Xinhaiyi Electric Communication Dev. Co., Ltd., Suzhou Industry Zone

Assignor: Avonaco Communication Systems (Suzhou) Co., Ltd.

Contract fulfillment period: 2009.1.1 to 2013.12.31 contract change

Contract record no.: 2009320000332

Denomination of invention: Method and system for processing multicore DSP array medium based on RapidIO interconnection

License type: exclusive license

Record date: 2009.3.12

LIC Patent licence contract for exploitation submitted for record

Free format text: EXCLUSIVE LICENSE; TIME LIMIT OF IMPLEMENTING CONTACT: 2009.1.1 TO 2013.12.31; CHANGE OF CONTRACT

Name of requester: SUZHOU INDUSTRIAL PARK NEW SEA UNION TELECOM DEVEL

Effective date: 20090312

C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Open date: 20081008