JPEG2000编解码芯片ADV202的原理及应用

文章摘要：2．2 熵编解码器熵编解码器用来对小波系数的编码块进行背景建模和算术编码，同时可在压缩过程中计算最佳速率和失真性能所必需的失真度。由于熵编码过程在JPEG2000压缩工程中对计算要求最高，因此，ADV202内部提供了三个专用的硬件熵编解码器。2．3 嵌入式处理器ADV202内嵌入了一个32位的RISC处理器，可用来配置、控制和管理其它专用硬件模块以及分解和产生JPEG2000视频流。RISC处理器具有每一个程序和数据存储器、中断控制器、标准总线接口及定时器计数器所对应的ROM和RAM。2．4 存储器系统存储器系统的主要功能是管理小波变换的系数数据、暂时存放编码块的特征数据以及给JPEG2000

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2．2 熵编解码器

熵编解码器用来对小波系数的编码块进行背景建模和算术编码，同时可在压缩过程中计算最佳速率和失真性能所必需的失真度。由于熵编码过程在JPEG2000压缩工程中对计算要求最高，因此，ADV202内部提供了三个专用的硬件熵编解码器。

2．3 嵌入式处理器

ADV202内嵌入了一个32位的RISC处理器，可用来配置、控制和管理其它专用硬件模块以及分解和产生JPEG2000视频流。RISC处理器具有每一个程序和数据存储器、中断控制器、标准总线接口及定时器计数器所对应的ROM和RAM。

2．4 存储器系统

存储器系统的主要功能是管理小波变换的系数数据、暂时存放编码块的特征数据以及给JPEG2000码流提供临时的存储空间。另外还可用作嵌入式处理器的程序和数据存储器。

图3

    2．5 内部DMA引擎

内部DMA引擎可提供存储器之间的高带宽传输及各模块和存储器之间的高性能传输。这对于码流的分解和高速率数据的产生万为重要。

2．6 可配置FIFO模块

内部FIFO用来给像素数据、编码流、特征数据或者其他辅助数据提供存储空间。它可以由主机接口在通常地址的读写周期中直接访问，也可以由外部主机DMA利用DREQ/DACK协议或专用硬件的握手机制来访问。每个FIFO都有一个可编程的门限值用来产生中断。

2．7 视频和主机接口

有多种模式可以用来配置ADV202的接口。设计人员可以同时使用VDATA总线和HDATA总线，也可以单独使用HDATA总线。

（1）视频接口（VDATA总线）

视频接口主要应用于未压缩像素数据和压缩数据分离的场合。例如用VDATA总线输入未压缩的数据，而通过HDATA总线输出压缩后的数据等。

视频接口支持8、10、12位单一或多元格式，也支持双通道8、10、12位格式的视频和静止图像数据，还支持单通道输入模式下YcrCb格式的数字视频和双通道输入模式下Y和CrCb格式的数字视频信号，但YcrCb数据必须是4：2：2格式。VDATA总线可支持多种格式视频数据的输入输出，表1所列是其可支持的视频输入输出格式。

表1 视频输入输出模式

视频模式

描    述

EAV/SAV模式 包含EAV/SAV编码的视频，YCrCb在单总线上隔行扫描 HVF模式 H，V，F独立的视频信号，YCrCb在单总线上的隔行扫描 双通道模式 包含EAV/SAV编码的视频，Y和YCrCb在独立的总线 原始视频模式 用于静止图征和非标准视频 HDTV模式 用于高于27MHz时钟信号的视频数据

（2）主机接口（HDATA总线）

ADV202可以通过异步SRAM方式、DMA访问方式或码流方式直接和大多数主机处理器及ASIC相连接。ADV202提供有16位和32位控制总线及8、16和32位数据传输总线。主机接口用于配置、控制制控制功能以及传输压缩后的数据流，在某些格式中还可用作未压缩数据流的传输。主机接口要吧由并发的四个数据流及控制和状态通信所共享。输入主机接口的像素数据支持8、10、12、14和16位原始像素数据。它既可用作静止图像的输入输出，也可用作压缩后视频数据的输出。

3 典型应用

3．1 多片编码模式

由于输入数据速率的限制，一个1080i视频信号的应用系统至少需要两片ADV202，来对完全分辨率为1080i的视频信号进行编码或解码。图2所示为它的编码模式，Y数据和CbCr数据通过不同的总线输入到ADV202，其中AD202_1处理1080i视频信号的亮度数据，而ADV202_2则用于处理1080i视频信号的色度数据。为了对此应用模式下对应的输出数据进行同步，其输入数据必须是EAV/SAV编码格式。此模式通常应用于ADV202的视频输出直接连到需要亮度和色度数据同步的接收设备中。

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