专利名称：一种多媒体应用片上系统装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及便携式多媒体应用装置，特别的涉及一种基于采用片 上系统的多媒体播放的芯片装置。
背景技术：
人类生活的需求推动片上系统技术的不断发展，随着芯片设计技术的 这种发展，越来越多的功能被集成到一个芯片中，现在的片上系统动辄几 百万门到几千万门，集成了多个处理器、多种硬件加速器、多片存储器、 多种外设控制器，乃至多种模拟模块。
便携式设备类似手机，多媒体播放器，GPS导航仪都能播放音频视频， 但是现在的音频视频源格式多样，很多种不同音频视频格式都得到广泛流 传。这些音频格式包括mp3,aac,ape等，视频格式则包括MPEG系列，H.264， AVS，RMVB,RM，WMV等。另夕卜，便携式多媒体设备的显示分辨率也越来 越高，这对便携类设备的视频编码解码和显示也提出了更高的要求。
与上述情况相矛盾的是，人们不仅对便携式设备的视频显示具有高要 求，同时对便携式设备的供电要求也越来越高，要求便携式设备能够待机 时间更加持久，能够播放音视频更久或者处理更多的工作。
从技术方面讲，要将动辄四、五种格式的解码甚至编码功能集成到一 个芯片上，并且满足人们越来越高的视听和显示效果需求，且功耗更低， 传统的芯片装置已经不能很好的达到这些要求。
发明内容
本实用新型针上述现有技术中存在的装置实现多种格式编解码集成且 具有较高视听、显示效果与其自身功耗高之间的问题，提出一种多媒体应 用片上系统装置，该装置包括系统处理装置、视频处理装置和电源时钟控 制装置，系统处理装置向视频处理装置的输入端发出控制信号，视频处理 装置将反馈信号发送至系统处理装置，电源时钟控制装置分别向系统处理 装置和视频处理装置的输入端提供电源控制及时钟信号。
系统处理装置与视频处理装置之间采用桥接模块连接。所述视频处理装置包括视频前处理模块、视频处理模块、视频后处 理模块和视频专用总线模块；
视频信号依次通过视频前处理模块、视频处理模块和视频后处理模块 进行视频信号加速处理，且视频前处理模块、视频处理模块和视频后处理 模块均通过视频专用总线模块进行信息存储及传输。
所述系统处理装置包括RISC处理器模块、低速外设模块和高速总 线模块；
RISC处理器模块通过高速总线模块访问低速外设模块，低速外设模 块通过高速总线模块访问RISC处理器模块，且RISC处理器模块、低速外 设模块均通过高速总线模块访问视频处理装置。
所述电源时钟控制装置包括系统电源管理模块和时钟控制模块，所 述系统电源管理模块向系统处理装置、视频处理装置中的各模块发出电源 控制信号，时钟控制模块向系统处理装置、视频处理装置中的各模块提供 时钟信号。
所述高速总线模块与低速外设模块之间采用桥接模块连接。 本实用新型提出一种多媒体播放应用片上系统装置，该装置采用三个 加速器集成的视频处理装置，使视频处理可以支持更多多媒体格式编解码， 且具有较快的编解码速度；采用与以往不同的模块划分方案，对不同的模 块进行不同的供电方案和时钟供应方案，以此来满足多格式便携多媒体设 备的视频编码解码需求，且可有效的降低系统功耗。
图1是本实用新型所述片上系统装置结构示意图2是本实用新型所述片上系统装置内部结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图说明对本实用新型的具体实施方式
做详细描述。 本实用新型所述一种多媒体应用片上系统装置，如图1所示，包括视 频处理装置、系统处理装置和电源时钟控制装置。
如图2所示，其中，视频处理装置包括视频处理加速模块105、视
频后处理加速模块106和视频专用总线模块107中的存储设备；系统处理装置包括RISC处理模块101、低速外设模块102、高速总
线模块103和视频专用总线模块107;
电源时钟控制装置包括系统电源管理模块108和时钟控制模块109。 其中系统电源管理模块108用于对系统中各个模块的供电情况进行管
理，模块供电方案有两种第一种电压控制是调供电电压，当模块处理要
求比较高，速度要求比较快的时候采用比较高的电压，而在速度要求不高
的应用需求情境下，采用比较低的电压；第二种电压控制是关断控制，在 某些操作情况下，某些模块很长时间都不需要供电，可以将该模块电压关 断，此时在此模块加上一些保存信息，可使得当重新给该模块上电的时候 能保证功能不变。
时钟控制模块109，该模块具有时钟门控和不同时钟频率供给功能， 对各个模块及其中子模块根据即时情况控制供给多种时钟频率。
RISC处理模块101，该模块用于控制整个芯片系统，发出基本操作指 令，对管理系统及非视频处理部分进行管理，系统电源管理模块108根据 其实际工作频率来确定供电电压，在各种工作模式下，RISC处理模块101 的工作频率都比较高，因此其工作电压相对较高。
低速外设模块102，该模块包括低速外设和低速控制模块，比如各种 串口控制模块、技术模块、看门狗模块和计数器等；该模块通过桥接模块 跟高速总线模块103连接起来，由于音频的某些处理要求的性能不高，所 以低速外设模块还包括有针对音频数据的采集、转换和输出的模块，低速 外设模块102是整个系统中运行速度最低的，系统电源管理模块108只需 要对其提供一个较低的电压，另外其内部逻辑不大，并不需对其提供关断 电压的控制。
高速总线模块103，该模块包括系统DMA、高速外设模块，高速总线 控制模块，RISC处理模块的接口、静态RAM、指令ROM等一些专用模 块的配置接口，在本发明所述装置中RISC处理模块101要访问低速外设 模块102以及视频处理模块时必须通过高速总线模块103，系统处理装置 通过高速总线模块103与视频处理模块采用桥接模块连接，系统电源管理 模块108对高速总线模块103提供相对较高的电压，对于一些可能长期不 用的附属模块，系统电源管理模块108对其采用可关断控制电压供给。
视频前处理模块104，该模块主要是对输入的视频数据进行初步的处 理，包括进行格式转换，比如将RGB格式的输入转换成YUV格式；或者将一个分辨率很大的输入信号做縮小处理，比如将从电视接口输入的分辨 率很高的视频流转换到便携设备上播放，就要先进行一个视频流縮小预处
理；视频前处理模块104将输入进来的数据流处理完之后，可直接输入视 频处理模块105进行后续处理，也可以先存放于视频专用总线模块107中 的视频数据存放设备中等待其他设备调用。本实用新型在这里采用硬件加 速器来完成以上功能，可以较好的加快对数据的处理速度。所述视频前处 理模块104要求运行速度较快，要求系统电源管理模块108提供的供电电 压较高，同时在不需要使用的时候系统电源管理模块108为其提供关断控 制。
视频处理模块105，该模块是多格式视频编码、解码的核心，其主要 功能是编、解码多格式的视频码流。其内部将多种格式视频编解码中的共 同运算部分提取出来做成硬件加速模块，其他运算较少要求不高的部分用 软件实现，这样的结构灵活性高，扩展性能好，能够满足更多的需求。当 视频处理模块105进行编码时，首先从视频前处理模块104或者视频专用 总线模块107中的视频数据存放设备中读入待编码码流，然后在其编码引 擎中工作，产生需要的格式码流后输入视频专用总线模块107中的视频数 据存放设备；当视频处理模块105进行解码时，从视频专用总线模块107 中的视频数据存放设备提取待解码流，解码之后将目标码流送回视频专用 总线模块107中的视频数据存放设备或者直接输入视频后处理模块106做 处理后输出到显示设备，该视频处理模块105可解码H.264、 MPEG系列、 WMV、 VC—1， RMVB等多格式的视频媒体，并能支持一些相应的编码 格式；所述视频处理模块105数据处理速度快，且数据流量大，需要系统 电源管理模块108对其提供比较高的供电电压来满足要求，对于不需要视 频处理模块105提供视频编码、解码的功能时，系统电源管理模块108可 以对整个模块提供关断控制。
视频后处理模块106，该模块是将从视频专用总线模块107中的视频 数据存放设备或者视频处理模块105中的经解码后的码流进行一定的处理 后输入显示设备。所述处理包括转换格式，叠加图像，视频叠加，图像縮 小放大等；所述视频后处理模块106与视频前处理模块104的供电情况类 似，其所要求的供电电压相对较高，并且在不需要的时候系统电源管模块 108可以提供关断控制。
视频专用总线模块107，该模块包括超高速的总线控制模块，支持多格式的视频编码、解码，具有高带宽、高处理速度等特点，能够快速的存
储控制模块，连接着高速的高带宽的存储设备；所述视频专用总线模块107 数据流量大，工作频率相对较高，系统电源管理模块108为其提供一个相 对较高的电压，由于该模块经常处于工作状态，所以系统电源管理模块108 一般情况下对其并不提供关断控制。
系统电源管理模块108，该模块用于对系统中各个模块的供电情况进 行管理；
时钟控制模块109，该模块具有时钟门控和不同时钟频率供给功能， 并对不同工作模式下具有不同工作频率的模块提供切换所需的多种时钟频 率。
如图2所示，RISC处理模块通过高速总线模块103向低速外设模块 102与视频专用总线模块107发出控制信息，并通过高速总线模块103进 行信息反馈，视频前处理模块104、视频处理模块105与视频后处理模块 106均与视频专用总线模块107连接，接收来自RISC处理模块101的控制 信息或者视频数据流的存储与提取，系统电源管理模块108与时钟控制模 块109均与上述所有模块连接，提供供电及时钟控制。
本实用新型所述多媒体播放应用片上系统装置划分成上述九个子模块 之后，系统对于上述各模块采用不同的供电方案及时钟方案，满足多多媒 体播放设备的不同视频编码、解码需求。
实施例1
当本实用新型所述多媒体播放应用片上系统装置用于摄像机中，并进 行实施摄像、显示时，由RISC处理模块101发出的控制指令通过高速总 线模块103、视频专用总线模块107传输到视频钱处理模块104，对视频前 处理模块104进行预先设置。所述预先设置是指对画面进行縮放设置、转 向设置等处理，这是因为从摄像机的摄像头得到的分辨率很高的视频流， 而摄像机附带的显示屏幕一般只有2寸或2.5寸，这就需要对采集的画面 做縮小设置；又或者当图像竖拍，显示时要对图像进行转向处理。
所摄图像信息输入视频前处理模块104,视频前处理模块104对输入 图像数据进行相应的处理，然后输入到视频处理模块105，视频处理模块 105先对输入的图像数据进行编码处理，然后可存入视频专用总线模块107 中的视频数据存放设备或者在进行解码之后，将目标码流直接输入视频后处理模块106进行包括格式转换、叠加图像、视频叠加、图像缩小放大等 处理后输入显示设备，进行图像显示。
在整个视频图像传输处理过程中，电源管理模块108对整个系统装置 中的各个模块进行供电，RISC处理模块101是整个芯片的主控制核心，其 在任何时候都处于打开状态，因此，电源管理模块108为其提供一个根据 实际工作频率及应用来确定的供电电压，RISC处理模块101的工作频率都 比较高，工作电压相对较高。
低速外设模块102是整个系统中运行速度最低的，系统对其只需提供 一个较低的电压，且由于整个模块逻辑不大，因此这种情况下电源管理模 块108对其不提供关断电压控制。
高速总线模块103的工作频率相对较高，在本实施例中，RISC处理模 块101就要求通过高速总线模块103访问视频专用总线模块107，必须要 通过高速总线，高速总线模块103整体采用同一供电电压，对于模块中不 常用的部分电源管理模块108采用可关断控制的电压供给。
视频前处理模块104,该模块在本实施例中其运行速度比较快，电源 管理模块108对其提供的供电电压相对较高。
视频处理模块105，该模块在本实施例中承担了视频码流编解码的工 作，要求处理数据速度快，且数据量较大，因此电源管理模块108对其提 供的供电电压相对较高。
视频后处理模块106，该模块在本实施例中与视频前处理模块104 — 样，电源管理模块108对其提供的供电电压相对较高。
视频专用总线模块107，该模块在本实施列中承担了 RISC处理模块 101对视频处理的控制命令传输，并对视频处理装置提供存储设备，需要 提供一个相对较高电压，视频专用总线模块107是经常处于工作状态，电 源管理模块108并不需要对此模块提供关断功能。
时钟控制模块109对传输过程中需要用到各模块均提供门控时钟控制 其供给，同时，视频处理模块105、视频前处理模块104和视频后处理模 块106的输出时钟都有时钟频率切换供给装置提供所需的多种频率。
实施例2
当本实用新型所述多媒体播放应用片上系统装置仅用于与外设通讯， 例如只使用UART串口进行串口通讯时，电源管理模块108对整个系统做供电控制，UART串口属于低速外设模块102中组件，由RISC处理模块 101通过高速总线模块103对低速外设模块102进行控制，在此过程中， 并不需要用到系统中视频处理装置，所以可以对整个视频处理装置中的模 块进行关断，只对系统处理模块提供电压供给，UART串口则由时钟控制 模块109对其提供门控时钟控制其时钟供给，且同时UART串口的输出时 钟都也有时钟控制模块109提供多种频率切换选择。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细 说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新 型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下， 还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型的保护范围。
权利要求1、一种多媒体应用片上系统装置，其特征在于，该装置包括系统处理装置、视频处理装置和电源时钟控制装置，系统处理装置向视频处理装置的输入端发出控制信号，视频处理装置将反馈信号发送至系统处理装置，电源时钟控制装置分别向系统处理装置和视频处理装置的输入端提供电源控制及时钟信号。
2、 如权利要求1所述一种多媒体应用片上系统装置，其特征在于，系 统处理装置与视频处理装置之间采用桥接模块连接。
3、 如权利要求1所述一种多媒体应用片上系统装置，其特征在于，所述视频处理装置包括视频前处理模块、视频处理模块、视频后处理模块 和视频专用总线模块；视频信号依次通过视频前处理模块、视频处理模块和视频后处理模块 进行视频信号加速处理，且视频前处理模块、视频处理模块和视频后处理 模块均通过视频专用总线模块进行信息存储及传输。
4、 如权利要求1所述一种多媒体应用片上系统装置，其特征在于， 所述系统处理装置包括:RISC处理器模块、低速外设模块和高速总线模块；RISC处理器模块通过高速总线模块访问低速外设模块，低速外设模 块通过高速总线模块访问RISC处理器模块，且RISC处理器模块、低速外 设模块均通过高速总线模块访问视频处理装置。'
5、 如权利要求1所述一种多媒体应用片上系统装置，其特征在于，所述电源时钟控制装置包括系统电源管理模块和时钟控制模块，所述系统电源管理模块向系统处理装置、视频处理装置中的各模块发出电源控制 信号，时钟控制模块向系统处理装置、视频处理装置中的各模块提供时钟信号。
6、 如权利要求4所述一种多媒体应用片上系统装置，其特征在于， 所述高速总线模块与低速外设模块之间采用桥接模块连接。
专利摘要本实用新型公开了一种多媒体应用片上系统装置，其特征在于，该装置包括系统处理装置、视频处理装置和电源时钟控制装置，系统处理装置向视频处理装置的输入端发出控制信号，视频处理装置将反馈信号发送至系统处理装置，电源时钟控制装置分别向系统处理装置和视频处理装置的输入端提供电源控制及时钟信号。该装置采用三个加速器集成的视频处理装置，使视频处理可以支持更多多媒体格式编解码，且具有较快的编解码速度；采用与以往不同的模块划分方案，对不同的模块进行不同的供电方案和时钟供应方案，以此来满足多格式便携多媒体设备的视频编码解码需求，且可有效的降低系统功耗。
文档编号H04N7/26GK201252617SQ200820146928
公开日2009年6月3日 申请日期2008年8月26日 优先权日2008年8月26日
发明者刘俊秀, 方应龙, 李汉光, 岭 石 申请人:深圳艾科创新微电子有限公司