快速实现ARM和DSP的通信和协同工作方案

视频监控子系统是现代智能机器人设计中必不可少的一个部分，它需要采用DSP并根据某种算法对摄入的图像进行处理和分析，它也需要采用ARM处理器对DSP进行协同管理和控制工作，目前开发工程师碰到的一个最大设计挑战是：如何最高效率地实现ARM和DSP或协处理器的通信和协同工作？本文将详细为您介绍解决这一技术挑战的解决方案和实现指南。

德州仪器（TI）的第一颗达芬奇（DaVinci）芯片（处理器）DM6?46已经问世快三年了。继DM6?4x之后，TI又陆续推出了DM6?3x、DM35x、DM6?67、OMAP353x等一系列 ARM＋DSP或ARM＋视频协处理器的多媒体处理器平台。很多有很强DSP开发经验或ARM开发经验的工程师都转到达芬奇或通用 OMAP（OMAP353x）平台上开发视频监控、视频会议及便携式多媒体终端等产品。大家都面临着同一个问题，那就是如何实现ARM和DSP或协处理器的通信和协同工作？TI的数字视频软件开发包（DVSDK）提供了Codec Engine这样一个软件模块来实现ARM和DSP或协处理器的协同工作。有很多工程师反馈这个软件模块非常好用，节省了很多开发时间，也有工程师认为 TI提供的资料太多，不知如何快速上手。本文将从一个第一次接触Codec Engine的工程师角度出发，归纳TI提供的相关资源（文档，例程和网络资源），并介绍相关开发调试方法帮您快速入门Codec Engine。

1．Codec Engine概述

如图1所示，Codec Engine是连接ARM和DSP或协处理器的桥梁，是介于应用层（ARM侧的应用程序）和信号处理层（DSP侧的算法）之间的软件模块。ARM应用程序调用Codec Engine的VISA （Video, Image, Speech, Audio）API，如图1中VIDENC_process(a, b, c )。Codec Engine的stub （ARM侧）会把参数a, b, c以及要调用DSP侧process这个信息打包，通过消息队列（message queue）传递到DSP。Codec Engine的skeleton（DSP侧）会解开这个参数包，把参数a, b, c转换成DSP侧对应的参数x, y, z（比如ARM侧传递的是虚拟地址，而DSP只能认物理地址），DSP侧的server（优先级较低，负责和ARM通信的任务）会根据process这一信息创建一个DSP侧的process(x, y, x)任务最终实现VIDENC_process(a, b, c)的操作。

图1 达芬奇软件结构框图

2. Codec Engine入门第一步

有些初学者认为Codec Engine文件包结构复杂，很难找到自己想找的文档或例子。其实在Codec Engine文件包的根目下有一个发布说明文档，比如Codec Engine 1.20 根目录下的release_notes_codec_engine_1_20.html。这个文档就是你了解Codec Engine的开始，里面有关于该版本Codec Engine的介绍、相关文档资料的链接、新的功能、支持哪些芯片、已知的bug、修正了哪些bug及例子等等的具体说明。具体如图2蓝色字体所示。浏览该文档后，初学者至少可以知道哪里可以找到自己想要的文档或例子。举例来说，如果想找相关的文档，点击 Documentation就可以看到这个Codec Engine文件包里的文档的链接。

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图2 Codec Engine 1.20 Release Notes截图

3．Codec Engine入门第二步

点击Codec Engine的发布说明文档 （如图2）的Validation Info，我们可以知道Codec Engine 1.20需要和以下软件模块和工具配合使用：

* Framework Components 1.20.02
* xDAIS 5.21
* XDC Tools 2.93.01
* DSP/BIOS Link 1.40.05, configured for the DM6?46 EVM
* C6x Code Generation Tools version 6.0.8
* DSP/BIOS 5.31.05
* MontaVista Linux v4.0
* Red Hat Enterprise Linux 3 (SMP)

因此，我们需要在该Codec Engine安装的DVSDK文件包下面检查上面提到的软件模块和工具是否安装，版本是否正确。否则，可能会编译不过 Codec Engine的例子。那么，什么是 Framework Components，什么是xDAIS，什么又是XDC Tools呢？你可以分别到它们的根目录下浏览它们各自的发布说明文档，做一个总体的了解。

这里我们简单介绍一下，可以帮助大家尽快找到和自己相关的重点及资源。

1）Framework Components是TI提供的一个软件模块，负责DSP侧的memory 和DMA资源管理。因此，DSP算法工程师需要了解这个软件模块。http://tiexpressdsp.com/wiki /index.php?title=Framework_Components_FAQ

2）xDAIS 是一个标准，它定义了TI DSP算法接口的标准。这样大大提高了DSP算法软件的通用性。DSP算法工程师要写出能被ARM通过Codec Engine调用的算法，必须保证自己的算法接口符合这个标准。因此，DSP算法工程师也必须了解这个软件模块。 http://tiexpressdsp.com/wiki/index.php?title=Category:XDAIS

3）XDC Tools和gmake类似