软硬件混合的多媒体处理器芯片设计

成果简介： 

目前，多媒体视频领域存在多个编码标准，包括mpeg1/mpeg2/mpeg4/h.264，以及我们国家拥有自主知识产权的AVS标准。mpeg4标准之中又包括xvid、divx等，而h.264可能也将存在多种编码标准。其中新的编码标准，如h.264、VC-1等，由于其需要较高的处理能力，仅仅依靠嵌入式CPU或DSP的多媒体解决方案是无法获得满意的性能指标的，因此必须采用专用集成电路（ ASIC）方法来实现硬件加速功能。

但这种ASIC设计方法——即通过硬件实现直接提供了某种（些）编码格式的支持——缺乏灵活性：一旦有种新的编码标准推出，就需要重新设计开发芯片。面对众多的媒体编码标准，这种方式增加了设计以及应用成本。而就目前市场发展来看，多种视频编解码技术将长期共存，迫使芯片业界必须迅速攻克灵活性、兼容性等难题。

为解决这一问题，清华大学信息技术研究院微处理器与片上系统研究中心（简称CPU中心）设计了一种软硬件混合的多媒体处理器解决方案，支持mpeg1/mpeg2/mpeg4 /h.264/AVS视频标准以及相关的音频编码标准。其核心是设计一种多媒体处理芯片，该芯片对于通用的多媒体编码中的计算密集型的数据处理，如运动补偿算法（Motion Compensation）、反离散余弦变化（iDCT）、色彩空间转换等，采用ASIC实现。在此硬件平台之上，设计一套与具体标准无关的多媒体处理通用软件开发接口，实现软硬件混合的媒体处理。这样就能够增加媒体处理的灵活性——可以通过修改软件来支持新的编码标准或者新的应用。

应用说明:

该多媒体处理芯片可以作为应用系统主CPU的协处理器使用，也可以与CPU中心自主设计实现的MIPS兼容嵌入式处理器THUMP107相集成，提供完整的系统芯片(SOC)方案。同时也可以通过高速接口与现场可编程逻辑器件(FPGA)相连，进行灵活的功能重构——即针对某种特定的编码标准，可以进行FPGA重构以加速对此标准特有的算法的处理。预计该处理器可以应用于多媒体手机、多媒体PDA、个人媒体播放器（PMP）、数字电视等应用领域。

联系方式

联系人：汪东升

单位：清华大学信息技术研究院CPU中心

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电话：010-62796238

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