基于RapidIO互联的多核DSP阵列媒体处理系统及其方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于ＲａｐｉｄＩＯ互联的多核ＤＳＰ阵列媒体处理系统及其方法。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。本发明专利技术应用了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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多核DSP系统中的任务调度方法，特别涉及一种基于 RapidIO互联的多核DSP阵列媒体处理系统及其方法。
技术介绍
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lOOOMhz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(HDFullHD)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系统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。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的不足，本专利技术提供一种多核DSP的动态任务分配 和调度的媒体处理系统及其方法。为了达到上述专利技术目的，本专利技术采取的技术方案是提供一种基于RapidIO 互联的多核DSP阵列多媒体处理系统，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，l个为画面融合器，其余为高清解码器。本专利技术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。 本专利技术应用了业界领先的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，由于本专利技术的每个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是本专利技术实施例基于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3是本专利技术实施例基于RapidIO互联的DSP Mesh拓扑结构示意图； 图4是本专利技术实施例基于RapidIO互联的DSP环型拓扑结构示意图； 图5是本专利技术实施例基于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专利技术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，l个为高清编码器，l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lGHz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，采用本专利技术技术方案，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。本专利技术应用RapidIO交换技术，能够在每个DSP芯片之间分别提供一个最 高lOGbps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1/0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，它是本专利技术基于RapidIO互联的DSP Mesh拓扑结构示意图； 参见附图4，它是本专利技术的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 体处理系统中，本专利技术在操作系统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，并且极大减少了系统延时和抖动。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于ＲａｐｉｄＩＯ互联的多核ＤＳＰ阵列媒体处理系统，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。

【技术特征摘要】
1. 一种基于RapidIO互联的多核DSP阵列媒体处理系统，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...

【专利技术属性】
技术研发人员：虞水中，吴涛，
申请(专利权)人：艾诺通信系统苏州有限责任公司，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]