目前，將H.263算法在DSP芯片上實現(xiàn)，已成為一種越來越廣泛的應(yīng)用趨勢。采用DSP實現(xiàn)H.263算法，相對于以往的方案，具有更好的擴(kuò)展性，可以很容易地將聲音編解碼和復(fù)用、通信協(xié)議添加進(jìn)來，綜合在一塊DSP芯片中，具有很強(qiáng)的實用性。
　　本文采用TI公司的TMS320C6711 DSP實現(xiàn)H.263的編碼，提出一種在DSP平臺上充分合理使用片上EDMA控制器，進(jìn)行數(shù)據(jù)存取優(yōu)化的策略。
1 TMS320C6711的直接存儲器訪問控制器
　　直接存儲器訪問(DMA)是C6000 DSP的一種重要的數(shù)據(jù)訪問方式，它可以在沒有CPU參與的情況下，由DMA控制器完成DSP存儲空間內(nèi)的數(shù)據(jù)搬移，數(shù)據(jù)搬移的源/目的地址可以在片內(nèi)存儲器、片內(nèi)外設(shè)" title="外設(shè)">外設(shè)和外部器件。
　　在TMS320C6711中，EDMA控制器負(fù)責(zé)片內(nèi)存儲器L2和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳輸，其增強(qiáng)之處在于：
　　·提供了16個通道
　　·通道間的優(yōu)先級設(shè)置
　　·支持不同結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)傳輸?shù)逆溄?QDMA除外)
　　EDMA控制器是基于RAM結(jié)構(gòu)的，EDMA的參數(shù)RAM(PaRAM)存放著傳輸控制參數(shù)。圖1給出了一個PaRAM的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，總共6個字(32bit/word)。
　　選項參數(shù)內(nèi)容如圖2所示。

　　TMS320C6711 DSP還提供一種快速DMA(QDMA)傳輸方式" title="傳輸方式">傳輸方式。QDMA與EDMA相似，支持幾乎所有的EDMA傳輸模式，但是提交傳輸申請的速度要快很多。在應(yīng)用系統(tǒng)中，EDMA適合于固定周期的數(shù)據(jù)傳輸，但如果需要CPU干預(yù)控制搬移數(shù)據(jù)，QDMA則比較適合。
　　QDMA的操作由兩組寄存器進(jìn)行控制。第一組的五個寄存器寄存了QDMA傳輸所需的參數(shù)，與EDMA的PaRAM類似，只是沒有重加載" title="加載">加載/鏈接參數(shù)。第二組的五個寄存器是第一組寄存器的“偽映射”。
　　下面就H.263編碼的某些環(huán)節(jié)說明如何采用EDMA技術(shù)對編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化存取。
2 原始圖像的獲取
　　由于待處理的原始圖像都很大，即使QCIF格式的圖像，也要占用38KB左右的存儲空間，顯然不能將待編碼圖像存放于片內(nèi)RAM(L2)中。通常的方法是在CPU干預(yù)下，采用“讀入－寫出”的方式，從視頻設(shè)備讀取數(shù)據(jù)，然后存入片外SDRAM中。使用C6000 DSP強(qiáng)大的EDMA，亦可以實現(xiàn)原始圖像幀的后臺傳輸，EDMA無需CPU的干預(yù)便可獨自將視頻設(shè)備的輸出圖像直接送往片外SDRAM。這樣，CPU就可以將搬移數(shù)據(jù)的時間用于圖像編碼的工作。
　　在這里使用C6000 DSP的EDMA控制器的QDMA功能。相對于EDMA的傳輸方式，QDMA的傳輸方式有著更快的申請?zhí)峤凰俣取?BR>　　在片外SDRAM中開辟三塊幀緩沖區(qū)Frame1(首地址0xA0000000)、Frame2、Frame3。初始化階段，先提交三個QDMA請求(此時也可使用通常的數(shù)據(jù)搬移手段)，將視頻序列的前三幀數(shù)據(jù)分別存入三塊幀緩沖區(qū)內(nèi)，填滿幀緩沖區(qū)。接著開始對Frame1內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)" title="圖像數(shù)據(jù)">圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，該幀編碼結(jié)束后，對Frame2內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，F(xiàn)rame2成為當(dāng)前幀，而Frame1成為Frame2的先前幀，一旦Frame2編碼完畢，便對Frame3內(nèi)的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，同時立即提交一個新的QDMA請求，從視頻外設(shè)讀取一幀新的圖像數(shù)據(jù)到Frame1中(因為對Frame3進(jìn)行編碼時，F(xiàn)rame2作為先前幀，F(xiàn)rame1已經(jīng)不需要了)。待Frame3編碼完畢后，F(xiàn)rame2又不需要了，此時再提交一個新的QDMA請求，讀取新的一幀圖像數(shù)據(jù)到Frame2中。如此循環(huán)，每編碼完畢一幀圖像，就提交一個新的QDMA請求，依次在對應(yīng)的幀緩沖區(qū)內(nèi)存放新的一幀圖像數(shù)據(jù)。這樣，從外設(shè)獲取當(dāng)前編碼圖像的下一幀與當(dāng)前圖像的編碼工作同時進(jìn)行，DSP每次都直接對圖像進(jìn)行編碼，而不需要再花費開銷從外設(shè)讀取。

　　要實現(xiàn)圖3所示的QDMA傳輸，有兩種等價的方式：
　　·1D－1D，幀同步傳輸
　　·1D－2D，陣列同步傳輸
　　下面以圖3為例，給出采用1D－2D傳輸方式，將圖像數(shù)據(jù)送往Frame1中時所需提交的QDMA的具體參數(shù)設(shè)置。
　　void submit_qdma(void)
　　{
　　　EDMA_Config config;
　　config.opt = (unsigned int)0x28A00001;
　　　config.src = (unsigned int)0x90010000;　　// 視頻外設(shè)的數(shù)據(jù)口地址
　config.cnt = (unsigned int)((288-1)＜＜16 | 352);
　config.dst = (unsigned int)0xA0000000; //目的地址
　　　config.idx = (unsigned int)(352＜＜16); //數(shù)據(jù)單元索引忽略
　　　EDMA_qdmaConfig(&config);
　　}
3 圖像宏塊" title="宏塊">宏塊編碼
　　從上面已經(jīng)知道，圖像幀存放在片外SDRAM中。因此，在對I幀所有宏塊和P幀INTRA宏塊編碼時，或?qū)幀INTER宏塊進(jìn)行運動估計時，每個宏塊都要進(jìn)行片外存儲器訪問，會占用很大的CPU開銷。所以，最好將當(dāng)前待編碼的宏塊存放于片內(nèi)RAM中。這樣，整個宏塊的編碼就始終是片內(nèi)訪問，宏塊編碼子函MB_Encode在效率上就能夠提高12％左右。
　　最直接的做法就是在片內(nèi)SRAM中事先開辟一個宏塊緩沖區(qū)，將待編碼圖像當(dāng)前位置處的一個宏塊搬移到片內(nèi)RAM中的宏塊緩沖區(qū)，之后再調(diào)用宏塊編碼子函MB_Encode。但是這樣仍然會浪費一定的CPU時間在數(shù)據(jù)塊的搬移上，所以還具有改進(jìn)的余地。結(jié)合C6000 DSP強(qiáng)大的EDMA功能，提出了如下改進(jìn)方案：
　　由于每個塊組(GOB)共有8448個字節(jié)數(shù)據(jù)(CIF)，因此可以在片內(nèi)RAM中開辟兩個塊組緩沖區(qū)，采用乒乓方式，通過啟動EDMA塊組數(shù)據(jù)，使用獨立于CPU的EDMA數(shù)據(jù)通道，在后臺從片外搬移到片內(nèi)。這樣一來，每次調(diào)用宏塊編碼時，數(shù)據(jù)都已經(jīng)存放在指定緩沖區(qū)中，不僅無需做數(shù)據(jù)的搬移工作，而且還是在片內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)訪問。
　　初始化時，可以采用普通的數(shù)據(jù)搬移手段(亦可使用EDMA)，從片外存儲器將第一幀圖像的前兩個塊組搬移到片內(nèi)，充滿塊組緩沖區(qū)，然后即可開始圖像編碼。在進(jìn)行圖像編碼的過程中，逐一對塊組的乒緩沖區(qū)中的宏塊進(jìn)行編碼，乒緩沖區(qū)宏塊編碼結(jié)束后，接著進(jìn)行乓緩沖區(qū)的宏塊編碼，同時啟動EDMA，從片外存儲器搬移一個新的塊組到乒緩沖區(qū)來，使得編碼乓緩沖區(qū)和向乒緩沖區(qū)搬移塊組數(shù)據(jù)同時進(jìn)行，一旦乓緩沖區(qū)宏塊也編碼完畢，即可處理乒緩沖區(qū)中新的塊組，如此循環(huán)。
　　C6000系列DSP的EDMA具有高效地從一幀圖像中抽取子幀的能力。以CIF格式的圖像為例，說明如何設(shè)置EDMA參數(shù)。
　　如圖4所示左側(cè)表示4：2：0亞采樣的一幀YCrCb圖像，亮度分量首地址為A000 0000h，色度分量首地址分別是A0001 8C00h和A001 EF00h；右側(cè)表示塊組的乒乓緩沖區(qū)，亮度分量y乒緩沖區(qū)首址在2000h，乓緩沖區(qū)首址在3600h，色度Cr分量的乒乓緩沖區(qū)首址分別為4C00h和5700h，色度Cb分量的乒乓緩沖區(qū)首址分別為5180h和5C80h。

　　第一步，使用CPU啟動EDMA通道，將一個GOB的亮度分量y傳輸?shù)紾OB亮度分量的乒緩沖區(qū)。CPU可以通過寫事件置位寄存器ESR啟動一個EDMA通道，向ESR的某一位寫入“1”，強(qiáng)行觸發(fā)對應(yīng)事件，此時EDMA的PaRAM中的傳輸控制參數(shù)被送往地址發(fā)生器，開始對EMIF、L2和片外SDRAM進(jìn)行訪問。也可以使用QDMA進(jìn)行第一步數(shù)據(jù)傳輸，通過設(shè)置QDMA的結(jié)束代碼(選項參數(shù)的TCC字段)啟動后續(xù)傳輸。
　　第二步，EDMA通道完成了對GOB亮度分量的傳輸后，重新加載下一次傳輸所需要的傳輸控制參數(shù)，將該GOB的色度分量Cr傳送到片內(nèi)對應(yīng)的Cr乒緩沖區(qū)。由于需要傳輸?shù)脑紨?shù)據(jù)，在空間上不是連續(xù)存儲的，這里使用了C6000系列DSP的EDMA鏈接功能。鏈接功能可以將不同的EDMA傳輸控制參數(shù)連接起來，組成一個參數(shù)鏈，為同一個通道服務(wù)。一次EDMA傳輸任務(wù)結(jié)束后，會自動從PaRAM中加載下一次傳輸所需要的參數(shù)。
　　第三步，同上，將該GOB的Cb分量送入片內(nèi)對應(yīng)的Cb乒緩沖區(qū)。
　　將GOB搬移到乒緩沖區(qū)對應(yīng)的EDMA通道的PaRAM設(shè)置參數(shù)如圖5所示。

　　選擇幀同步、1D-2D數(shù)據(jù)傳輸類型，啟動EDMA通道后，依次加載參數(shù)鏈，連續(xù)進(jìn)行三次EDMA數(shù)據(jù)傳輸之后，待編碼圖像的一個GOB即搬移到片內(nèi)的對應(yīng)緩沖區(qū)中。注意參數(shù)鏈的最后一個PaRAM，選項參數(shù)的LINK字段要設(shè)置為0。
　　同樣可以得到將GOB搬移到乓緩沖區(qū)對應(yīng)的EDMA通道的PaRAM設(shè)置參數(shù)，如圖6所示。