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打造具备音视频媒体网关的多核处理器

2010-11-01 09:18 429 查看
于2008年初正式发布的全新媒体网关系统单芯片（SoC）解决方案——StarPro2600系列多核媒体处理器，主要包括StarPro2603和StarPro2612两款产品。该产品的处理能力和丰富接口，可以胜任各种媒体网关的应用，并采用每通道最低成本和最低功耗的媒体网关。StarPro2600系列处理器同时已被广泛应用于GSM、GPRS和EDGE的基频处理。图1是媒体网关应用场景。

图1 SP2603和SP2612的应用范围



SP2600系列处理器的优势
SP2600芯片的封包处理子系统和多个DSP子系统的架构、丰富的系统单芯片内存资源、灵活的接口、以及先进的工艺技术，使得它们成为了理想的媒体网关处理芯片。

首先，SP2600采用的多核架构，相对于通常使用单核媒体网关处理器有着许多优势：
·多核设计可在大幅降低工作时钟频率的情况下，达到与高频率单核处理器相当的处理能力，而较低的时钟频率可以有效降低芯片的功耗。
·相对于单核芯片，多核芯片减少外部辅助器件的数量，同时也降低了每个CPU所需要的电路板空间。
·多核元件中的内核共享同一个内存子系统，所以它们可以共享内存中的内容。因此，如果各内核使用同一个应用程序，那么共享同样代码和数据就可以缩减所需的内存数量，从而进一步降低成本。

此外，从软件角度来说，媒体网关同时运行几百个话音信道，因此这些信道可以方便地被分配在各个内核之间，使各DSS之间可以不用通信。软件架构十分简洁，且易于扩展以支持更多的内核和更多的元件从而方便地提高系统支持的信道数。

进一步来说，SP2600不仅整合了多个DSP内核，而且还包括ARM11内核在专用硬件的支持下专用于封包处理，这就使得DSP内核可以专注于密集的数学运算，进而发挥出它们作为数字信号处理器的优势，以达到极高的实际运算能力。

对于基本语音业务，SP2600的系统单芯片资源，可以满足高密度的语音处理需求而无需外部内存，这样就进一步简化了系统以及降低成本。因此SP2600系列芯片可以实现极低的每语音信道的成本，且MCM多芯片模块封装技术更可以方便的扩展已有的系统，非线性地降低系统的总体开销。

和媒体网关相关的服务中，正在兴起或即将出现的有宽带语音、视频点播、视频会议等，而手机电视则更可以发挥出SP2600的处理能力。首先，SP2600中使用的DSP内核，加上较大DSP内核的本地内存，十分适合用于图形处理。其次，无论在芯片内部还是在I/O接口上，SP2600芯片都有着很高的频宽，使大量的视频数据可以自由的通过，而高速的外部内存接口则可以满足大尺寸图像数据的存取需要。

同样地，从软件设计来说，多核架构由于通常采用共享内存，可以方便地在各个内核之间转移任务，从而能够胜任需要大量硬件资源的任务，并能把任务分解成连续的子任务，在各内核之间进行调度实现。

参考媒体网关产品开发模型
完整的产品开发模型包括三个部分：
·MGL（Media Gateway Library）：主机应用程序抽象化和SP2600上基本架构（Framework）间的命令和控制信息接口，不必考虑主机上具体的传输层驱动和采用的操作系统环境。MGL可以很容易地整合进主机中，并实现与媒体处理器之间的通信。
·MGW基本架构：与主机进行通信，并建立应用程序，可根据应用环境运行不同算法模块。
·算法模块：各种语音和视频编译码及其它算法模块，在SC3400 DSP中实现。LSI的算法和代码优化专家，对所有的算法模块做了充分的优化，以确保采用这些算法模块的系统，可以实现极高的信道密度。

图2 参考的产品开发模型



客户可以根据实际需求采用LSI整体解决方案，并可选择采用LSI算法模块和基本架构，或只选用LSI算法模块并自行开发其它部分。灵活地开发模式能充分满足客户需求，并最大限度地缩短开发周期。

应用实例
主机通过H.248/MGCP应用程序与软件交换通信，并通过MGL控制LSI媒体网关设备，实现信道建立、信道控制和信道释放。LSI媒体网关设备在相应的基本架构配置下进行媒体流的编译码、RTP/RTCP打包及封包解析，以及Jitter Buffer管理及数据封包的I/O控制。

图3 中继网关应用实例



MGL通过简单的集中化管理，使Host应用程序不必考虑媒体网关设备数量及每个设备上通道的数量，从而使系统具有灵活扩展性，大大降低了客户开发应用程序的难度。
　
于2008年初正式发布的全新媒体网关系统单芯片（SoC）解决方案——StarPro2600系列多核媒体处理器，主要包括StarPro2603和StarPro2612两款产品。该产品的处理能力和丰富接口，可以胜任各种媒体网关的应用，并采用每通道最低成本和最低功耗的媒体网关。StarPro2600系列处理器同时已被广泛应用于GSM、GPRS和EDGE的基频处理。图1是媒体网关应用场景。

图1 SP2603和SP2612的应用范围



SP2600系列处理器的优势
SP2600芯片的封包处理子系统和多个DSP子系统的架构、丰富的系统单芯片内存资源、灵活的接口、以及先进的工艺技术，使得它们成为了理想的媒体网关处理芯片。

首先，SP2600采用的多核架构，相对于通常使用单核媒体网关处理器有着许多优势：
·多核设计可在大幅降低工作时钟频率的情况下，达到与高频率单核处理器相当的处理能力，而较低的时钟频率可以有效降低芯片的功耗。
·相对于单核芯片，多核芯片减少外部辅助器件的数量，同时也降低了每个CPU所需要的电路板空间。
·多核元件中的内核共享同一个内存子系统，所以它们可以共享内存中的内容。因此，如果各内核使用同一个应用程序，那么共享同样代码和数据就可以缩减所需的内存数量，从而进一步降低成本。

此外，从软件角度来说，媒体网关同时运行几百个话音信道，因此这些信道可以方便地被分配在各个内核之间，使各DSS之间可以不用通信。软件架构十分简洁，且易于扩展以支持更多的内核和更多的元件从而方便地提高系统支持的信道数。

进一步来说，SP2600不仅整合了多个DSP内核，而且还包括ARM11内核在专用硬件的支持下专用于封包处理，这就使得DSP内核可以专注于密集的数学运算，进而发挥出它们作为数字信号处理器的优势，以达到极高的实际运算能力。

对于基本语音业务，SP2600的系统单芯片资源，可以满足高密度的语音处理需求而无需外部内存，这样就进一步简化了系统以及降低成本。因此SP2600系列芯片可以实现极低的每语音信道的成本，且MCM多芯片模块封装技术更可以方便的扩展已有的系统，非线性地降低系统的总体开销。

和媒体网关相关的服务中，正在兴起或即将出现的有宽带语音、视频点播、视频会议等，而手机电视则更可以发挥出SP2600的处理能力。首先，SP2600中使用的DSP内核，加上较大DSP内核的本地内存，十分适合用于图形处理。其次，无论在芯片内部还是在I/O接口上，SP2600芯片都有着很高的频宽，使大量的视频数据可以自由的通过，而高速的外部内存接口则可以满足大尺寸图像数据的存取需要。

同样地，从软件设计来说，多核架构由于通常采用共享内存，可以方便地在各个内核之间转移任务，从而能够胜任需要大量硬件资源的任务，并能把任务分解成连续的子任务，在各内核之间进行调度实现。

参考媒体网关产品开发模型
完整的产品开发模型包括三个部分：
·MGL（Media Gateway Library）：主机应用程序抽象化和SP2600上基本架构（Framework）间的命令和控制信息接口，不必考虑主机上具体的传输层驱动和采用的操作系统环境。MGL可以很容易地整合进主机中，并实现与媒体处理器之间的通信。
·MGW基本架构：与主机进行通信，并建立应用程序，可根据应用环境运行不同算法模块。
·算法模块：各种语音和视频编译码及其它算法模块，在SC3400 DSP中实现。LSI的算法和代码优化专家，对所有的算法模块做了充分的优化，以确保采用这些算法模块的系统，可以实现极高的信道密度。

图2 参考的产品开发模型



客户可以根据实际需求采用LSI整体解决方案，并可选择采用LSI算法模块和基本架构，或只选用LSI算法模块并自行开发其它部分。灵活地开发模式能充分满足客户需求，并最大限度地缩短开发周期。

应用实例
主机通过H.248/MGCP应用程序与软件交换通信，并通过MGL控制LSI媒体网关设备，实现信道建立、信道控制和信道释放。LSI媒体网关设备在相应的基本架构配置下进行媒体流的编译码、RTP/RTCP打包及封包解析，以及Jitter Buffer管理及数据封包的I/O控制。

图3 中继网关应用实例



MGL通过简单的集中化管理，使Host应用程序不必考虑媒体网关设备数量及每个设备上通道的数量，从而使系统具有灵活扩展性，大大降低了客户开发应用程序的难度。
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标签：  网关 视频点播 多核处理器
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