基于Xscale便携式视频终端硬件设备设计

文章摘要：摘要： 本文提出了一种基于Xscale芯片的便携式视频终端硬件设备的设计方法，首先介绍了便携式视频终端的特点以及在此基础上发展起来的OpenGL技术及标准。在此基础上，提出了采用Xscale芯片的实现方案，并详细介绍了Xscale芯片的功能特点。最后对视频图像的处理关键技术进行了适当改进，以便更适合在Xscale芯片实现，并给出了实现结果分析。 关键词: Xscale；OpenGL；便携设备；硬件接口 1 前言在当今信息社会，以多媒体为特征的信息技术和信息产业的发展及应用对人类社会产生的影响和作用愈来愈明显，愈来愈重要。多媒体能改变信息的包装，实现知识信息数字化，为人们获得知识信

基于Xscale便携式视频终端硬件设备设计,标签：电子小制作,http://www.88dzw.com
摘要： 本文提出了一种基于Xscale芯片的便携式视频终端硬件设备的设计方法，首先介绍了便携式视频终端的特点以及在此基础上发展起来的OpenGL技术及标准。在此基础上，提出了采用Xscale芯片的实现方案，并详细介绍了Xscale芯片的功能特点。最后对视频图像的处理关键技术进行了适当改进，以便更适合在Xscale芯片实现，并给出了实现结果分析。
关键词: Xscale；OpenGL；便携设备；硬件接口

1        前言

在当今信息社会，以多媒体为特征的信息技术和信息产业的发展及应用对人类社会产生的影响和作用愈来愈明显，愈来愈重要。多媒体能改变信息的包装，实现知识信息数字化，为人们获得知识信息提供极大的方便和无穷的乐趣。友善的人机界面、多种多样的多媒体教学软件、诱人的电子游艺节目、身临其境的多媒体导购系统、五花八门的信息家电和高效方便的网上查询等等，无不渗透着多媒体的作用，它引导人们进入了一个有声有色的世界。同时，多媒体的发展和应用，极大地推动了各行各业的相互渗透和飞速发展，大大改变了人类社会的上作环境和生活方式。可毫不夸张地说，多媒体产业的形成和发展，不仅引起了计算机工业的一次革命，也正在深刻地影响人类社会发生巨大的变革。

全球正兴起的便携式图像处理与显示终端市场，正刺激着对下一代具有复杂图像渲染TOR的手持移动设备的巨大需求。同时，也预示着图像处理终端设备在便携设备中应用的技术挑战，也给开发商带来了市场机遇。仅在两年前，像手机这样的移动设备还仅是提供基本的图像处理作为附加功能，正如可发送短信的手机几年前才出现一样。用户很快便开始希望能在其手持移动设备上实现更复杂的图像功能。手持移动设备制造商们也顺势推出利用高级图像渲染特性、更复杂及互动式设备，诸如高性能游戏终端、实时视频监控设备。随着性能的提高，我国针对图像视频手持移动设备的发展速度比世界任何其他地方的发展速度都要快。尤其是在工业控制、无人监控、机器人技术等等这些方面，都有着巨大的市场需求。

真正的技术竟赛已从第二代具有图像渲染功能的手持移动设备开始。厂商们将在纯技术性能方面展开前所未有的竟争，特别是一旦 API标准完全确立后就将几乎没有什么分歧。一些人认为，制造商应该避免过快地扩展其平台以及制作一些其专有的扩展，产业必须确保OpenGL ES标准API随市场一起发展。事实上，OpenGL ES路线图己经确立，而且人们已经制定了OpenGL ES2.0。虽然目前的API是基于状态机，但对于第三代手持移动设备来说它必须发展成为基于Shader（着色引擎）的标准。现在，API基于固定功能管线(Pipeline), 这种固定功能管线可以根据目前渲染条件来启用或禁用某些功能，它使厂商能根据吞吐量、像素数量及类似功能来制造不同的终端设备。透过OpenGL ES2.0，人们可对绘图管线中的某些元素进行编程，因而使内容开发商能够精确定义如何处理顶点（Vertex）或像素。这能不仅能为供应商提供更大的特性集与性能创新空间以及更大的差异化，尤其在视觉品质及效果方面，而且还能为开发商保留一个公共平台。

2        OpenGL数据处理流程

OpenGL是图形硬件的一个软件接口。它的主要作用是将二维或三维的对象绘入一个帧缓冲区中。对象被描述为一系列的顶点（用来定义儿何对象）或像素（用来定义图像）。OpenGL对数据进行几个步骤的处理从而将其转换成像素，这些像素将在帧缓冲区中形成最终需要的图形。它包括以下两个主要部分：OpenGL基础，其主要解释基本的OpenGL概念，例如什么是几何图元以及OpenGL如何实行客户端——服务器端的执行模式；基本OpenGL 操作，通过一个高层的模块图来说明OpenGL在帧缓冲区中处理数据并生成相应图像的过程。

许多OpenGL命令直接影响诸如点、线、多边形、以及位图等OpenGL对象的绘制。而另一些命令，例如那些用于反走或纹理操作的命令，主要用来控制图像如何生成。还有一些命令则关注帧缓冲区的操作。图一是一幅较为详细的OpenGL处理流程图。从图中我们可以看到，其中有三组箭头穿过了大多数阶段，这三组箭头分别代表了顶点和与其相关的两个主要的数据类型——颜色值和纹理坐标。值得注意的是顶点首先组合成图元，然后是片断，最后成为帧缓冲区中的像素。一个OpenGL命令的效果，将很大程度地依赖于某特定模式是否有效。例如，与光照有关的命令，只有当启动了光照功能才能有效地生成一个适当的光照对象；如果要启动一个特定的模式，可调用glEnalbe()命令，并且要提供一个适当的常量来确定该模式（如GL_LIGHTING）。调用glDisable()可以关闭一个模式。

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